浅学设计模式之迭代器<Iterator>模式
2012-12-04 17:07
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概述
迭代器(Iterator)模式,又叫做游标(Cursor)模式。GOF给出的定义为:提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部细节。
在面向对象的软件设计中,我们经常会遇到一类集合对象,这类集合对象的内部结构可能有着各种各样的实现,但是归结起来,无非有两点是需要我们去关心的:一是集合内部的数据存储结构,二是遍历集合内部的数据。面向对象设计原则中有一条是类的单一职责原则,所以我们要尽可能的去分解这些职责,用不同的类去承担不同的职责。Iterator模式就是分离了集合对象的遍历行为,抽象出一个迭代器类来负责,这样既可以做到不暴露集合的内部结构,又可让外部代码透明的访问集合内部的数据。
1.通俗的来说,就是,别人可能要用到我们的容器元素,但是我只想让他用元素,不想让他知道容器是怎么样的。也就是最基本的,访问各个元素而不暴露容器内部细节。
2.我们有可能以一种以上的方式遍历容器元素
3.同时对容器元素进行多次遍历。因为迭代器会保存当前的遍历状态,所以可以通过迭代器模式来达到这种需求。
意图
提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。[GOF 《设计模式》]
结构图
Iterator模式结构图如下:
由下面四个角色:
1) 迭代器角色(Iterator):迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口。
2) 具体迭代器角色(Concrete Iterator):具体迭代器角色要实现迭代器接口,并要记录遍历中的当前位置。
3) 容器角色(Container):容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。
4) 具体容器角色(Concrete Container):具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该容器的结构相关。
代码小例子
迭代器(Iterator)
[java]
view plaincopy
public interface Iterator {
String next();
boolean haveNext();
}
具体迭代器角色(Concrete Iterator)
[java]
view plaincopy
public class TVChannel implements Iterator{
private String[] tvChannel ={"cctv-1","cctv-2","cctv-3","cctv-4","cctv-5","cctv-6","cctv-7"};
private int current = 0;
@Override
public String next() {
if(haveNext()){
return tvChannel[current++];
}
return null;
// TODO Auto-generated method stub
}
@Override
public boolean haveNext() {
// TODO Auto-generated method stub
if(current<tvChannel.length){
return true;
}
return false;
}
}
容器角色(Container)
[java]
view plaincopy
public interface IContainer {
Iterator createrIterator();
}
具体容器角色(Concrete Container):
[java]
view plaincopy
public class TV implements IContainer{
public TV(){
System.out.println("open a tv");
}
public Iterator createrIterator(){
return new TVChannel();
}
}
测试使用:
[java]
view plaincopy
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
IContainer tv = new TV();
Iterator iterator = tv.createrIterator();
while(iterator.haveNext()){
System.out.println("TVChennel:"+iterator.next());
}
}
一个简单的容器为什么还要定义成一个接口呢?想想针对接口编程,不针对具体实现编程!如果要拓展,使用接口更方便些。
测试结果:
[java]
view plaincopy
open a tv
TVChennel:cctv-1
TVChennel:cctv-2
TVChennel:cctv-3
TVChennel:cctv-4
TVChennel:cctv-5
TVChennel:cctv-6
TVChennel:cctv-7
效果及实现要点
迭代抽象:访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
迭代多态:为遍历不同的集合结构提供一个统一的接口,从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。
迭代器的健壮性考虑:遍历的同时更改迭代器所在的集合结构,会导致问题。
总结
Iterator模式就是分离了集合对象的遍历行为,抽象出一个迭代器类来负责,这样既可以做到不暴露集合的内部结构,又可让外部代码透明的访问集合内部的数据。
迭代器模式的作用:
它支持以不同的方式遍历一个聚合对象 : 复杂的聚合可用多种方式进行遍历。迭代器模式使得改变遍历算法变得很容易 : 仅需用一个不同的迭代器的实例代替原先的实例即可。你也可以自己定义迭代器的子类以支持新的遍历。
迭代器简化了聚合的接口 有了迭代器的遍历接口,聚合本身就不再需要类似的遍历接口了。这样就简化了聚合的接口。
在同一个聚合上可以有多个遍历 每个迭代器保持它自己的遍历状态。因此你可以同时进行多个遍历。
在迭代器模式中,增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码,满足“开闭原则”的要求。
迭代器模式的缺点
由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离,增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类,类的个数成对增加,这在一定程度上增加了系统的复杂性。
适用情况
由上面的讲述,我们可以看出迭代器模式给容器的应用带来以下好处:
支持以不同的方式遍历一个容器角色。根据实现方式的不同,效果上会有差别。
简化了容器的接口。但是在java Collection中为了提高可扩展性,容器还是提供了遍历的接口。
对同一个容器对象,可以同时进行多个遍历。因为遍历状态是保存在每一个迭代器对象中的。
由此也能得出迭代器模式的适用范围:
访问一个容器对象的内容而无需暴露它的内部表示。
支持对容器对象的多种遍历。
为遍历不同的容器结构提供一个统一的接口(多态迭代)。
迭代器(Iterator)模式,又叫做游标(Cursor)模式。GOF给出的定义为:提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部细节。
在面向对象的软件设计中,我们经常会遇到一类集合对象,这类集合对象的内部结构可能有着各种各样的实现,但是归结起来,无非有两点是需要我们去关心的:一是集合内部的数据存储结构,二是遍历集合内部的数据。面向对象设计原则中有一条是类的单一职责原则,所以我们要尽可能的去分解这些职责,用不同的类去承担不同的职责。Iterator模式就是分离了集合对象的遍历行为,抽象出一个迭代器类来负责,这样既可以做到不暴露集合的内部结构,又可让外部代码透明的访问集合内部的数据。
1.通俗的来说,就是,别人可能要用到我们的容器元素,但是我只想让他用元素,不想让他知道容器是怎么样的。也就是最基本的,访问各个元素而不暴露容器内部细节。
2.我们有可能以一种以上的方式遍历容器元素
3.同时对容器元素进行多次遍历。因为迭代器会保存当前的遍历状态,所以可以通过迭代器模式来达到这种需求。
意图
提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。[GOF 《设计模式》]
结构图
Iterator模式结构图如下:
由下面四个角色:
1) 迭代器角色(Iterator):迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口。
2) 具体迭代器角色(Concrete Iterator):具体迭代器角色要实现迭代器接口,并要记录遍历中的当前位置。
3) 容器角色(Container):容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。
4) 具体容器角色(Concrete Container):具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该容器的结构相关。
代码小例子
迭代器(Iterator)[java]
view plaincopy
public interface Iterator {
String next();
boolean haveNext();
}
具体迭代器角色(Concrete Iterator)
[java]
view plaincopy
public class TVChannel implements Iterator{
private String[] tvChannel ={"cctv-1","cctv-2","cctv-3","cctv-4","cctv-5","cctv-6","cctv-7"};
private int current = 0;
@Override
public String next() {
if(haveNext()){
return tvChannel[current++];
}
return null;
// TODO Auto-generated method stub
}
@Override
public boolean haveNext() {
// TODO Auto-generated method stub
if(current<tvChannel.length){
return true;
}
return false;
}
}
容器角色(Container)
[java]
view plaincopy
public interface IContainer {
Iterator createrIterator();
}
具体容器角色(Concrete Container):
[java]
view plaincopy
public class TV implements IContainer{
public TV(){
System.out.println("open a tv");
}
public Iterator createrIterator(){
return new TVChannel();
}
}
测试使用:
[java]
view plaincopy
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
IContainer tv = new TV();
Iterator iterator = tv.createrIterator();
while(iterator.haveNext()){
System.out.println("TVChennel:"+iterator.next());
}
}
一个简单的容器为什么还要定义成一个接口呢?想想针对接口编程,不针对具体实现编程!如果要拓展,使用接口更方便些。
测试结果:
[java]
view plaincopy
open a tv
TVChennel:cctv-1
TVChennel:cctv-2
TVChennel:cctv-3
TVChennel:cctv-4
TVChennel:cctv-5
TVChennel:cctv-6
TVChennel:cctv-7
效果及实现要点
迭代抽象:访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
迭代多态:为遍历不同的集合结构提供一个统一的接口,从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。
迭代器的健壮性考虑:遍历的同时更改迭代器所在的集合结构,会导致问题。
总结
Iterator模式就是分离了集合对象的遍历行为,抽象出一个迭代器类来负责,这样既可以做到不暴露集合的内部结构,又可让外部代码透明的访问集合内部的数据。
迭代器模式的作用:
它支持以不同的方式遍历一个聚合对象 : 复杂的聚合可用多种方式进行遍历。迭代器模式使得改变遍历算法变得很容易 : 仅需用一个不同的迭代器的实例代替原先的实例即可。你也可以自己定义迭代器的子类以支持新的遍历。
迭代器简化了聚合的接口 有了迭代器的遍历接口,聚合本身就不再需要类似的遍历接口了。这样就简化了聚合的接口。
在同一个聚合上可以有多个遍历 每个迭代器保持它自己的遍历状态。因此你可以同时进行多个遍历。
在迭代器模式中,增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码,满足“开闭原则”的要求。
迭代器模式的缺点
由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离,增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类,类的个数成对增加,这在一定程度上增加了系统的复杂性。
适用情况
由上面的讲述,我们可以看出迭代器模式给容器的应用带来以下好处:支持以不同的方式遍历一个容器角色。根据实现方式的不同,效果上会有差别。
简化了容器的接口。但是在java Collection中为了提高可扩展性,容器还是提供了遍历的接口。
对同一个容器对象,可以同时进行多个遍历。因为遍历状态是保存在每一个迭代器对象中的。
由此也能得出迭代器模式的适用范围:
访问一个容器对象的内容而无需暴露它的内部表示。
支持对容器对象的多种遍历。
为遍历不同的容器结构提供一个统一的接口(多态迭代)。
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