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前言
- 23种设计模式速记
- 单例&＃xff08;singleton&＃xff09;模式
- 工厂方法&＃xff08;factory method&＃xff09;模式
- 抽象工厂&＃xff08;abstract factory&＃xff09;模式
- 建造者/构建器&＃xff08;builder&＃xff09;模式
- 原型&＃xff08;prototype&＃xff09;模式
- 享元&＃xff08;flyweight&＃xff09;模式
- 外观&＃xff08;facade&＃xff09;模式
- 适配器&＃xff08;adapter&＃xff09;模式
- 装饰&＃xff08;decorator&＃xff09;模式
- 观察者&＃xff08;observer&＃xff09;模式
- 策略&＃xff08;strategy&＃xff09;模式
- 桥接&＃xff08;bridge&＃xff09;模式
- 模版方法&＃xff08;template method&＃xff09;模式
- 责任链&＃xff08;chain of responsibility&＃xff09;模式
- 组合&＃xff08;composite&＃xff09;模式
- 代理&＃xff08;proxy&＃xff09;模式
- 备忘录&＃xff08;memento&＃xff09;模式
- 命令&＃xff08;command&＃xff09;模式
- 状态&＃xff08;state&＃xff09;模式
- 中介者&＃xff08;mediator&＃xff09;模式
- 持续更新中......
23种设计模式快速记忆的请看上面第一篇&＃xff0c;本篇和大家一起来学习迭代器模式相关内容。
在现实生活以及程序设计中&＃xff0c;经常要访问一个聚合对象中的各个元素&＃xff0c;如“数据结构”中的链表遍历&＃xff0c;通常的做法是将链表的创建和遍历都放在同一个类中&＃xff0c;但这种方式不利于程序的扩展&＃xff0c;如果要更换遍历方法就必须修改程序源代码&＃xff0c;这违背了 “开闭原则”。
既然将遍历方法封装在聚合类中不可取&＃xff0c;那么聚合类中不提供遍历方法&＃xff0c;将遍历方法由用户自己实现是否可行呢&＃xff1f;答案是同样不可取&＃xff0c;因为这种方式会存在两个缺点&＃xff1a;
- 暴露了聚合类的内部表示&＃xff0c;使其数据不安全&＃xff1b;
- 增加了客户的负担。
“迭代器模式”能较好地克服以上缺点&＃xff0c;它在客户访问类与聚合类之间插入一个迭代器&＃xff0c;这分离了聚合对象与其遍历行为&＃xff0c;对客户也隐藏了其内部细节&＃xff0c;且满足“单一职责原则”和“开闭原则”&＃xff0c;如 Java 中的 Collection、List、Set、Map 等都包含了迭代器。
模式定义
提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据&＃xff0c;而不暴露聚合对象的内部表示。迭代器模式是一种对象行为型模式。
迭代器模式是通过将聚合对象的遍历行为分离出来&＃xff0c;抽象成迭代器类来实现的&＃xff0c;其目的是在不暴露聚合对象的内部结构的情况下&＃xff0c;让外部代码透明地访问聚合的内部数据。
解决的问题
不同的方式来遍历整个整合对象。
模式组成
使用步骤
步骤1&＃xff1a;定义抽象迭代器角色。迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口&＃xff0c;一般包括3个方法&＃xff0c;即访问下一个元素next()&＃xff0c;元素是否已经访问到底部hasNext()&＃xff0c;以及删除当前指向的元素remove()。
interface Iterator {Object first();Object next();boolean hasNext();
}
步骤2&＃xff1a;定义具体迭代器角色。
class ConcreteIterator implements Iterator {private List list &＃61; null;private int index &＃61; -1;public ConcreteIterator(List list) {this.list &＃61; list;}public boolean hasNext() {if (index }
步骤3&＃xff1a;定义抽象聚合角色。
interface Aggregate {public void add(Object obj);public void remove(Object obj);public Iterator getIterator();
}
步骤4&＃xff1a;定义具体聚合角色。
class ConcreteAggregate implements Aggregate {private List list &＃61; new ArrayList();public void add(Object obj) {list.add(obj);}public void remove(Object obj) {list.remove(obj);}public Iterator getIterator() {return (new ConcreteIterator(list));}
}
步骤5&＃xff1a;测试
聚合的内容有&＃xff1a;北京 上海 深圳
First&＃xff1a;北京
优点
- 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
- 遍历任务交由迭代器完成&＃xff0c;这简化了聚合类。
- 它支持以不同方式遍历一个聚合&＃xff0c;甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。
- 增加新的聚合类和迭代器类都很方便&＃xff0c;无须修改原有代码。
- 封装性良好&＃xff0c;为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。
缺点
增加了类的个数&＃xff0c;这在一定程度上增加了系统的复杂性。
应用场景
- 当需要为聚合对象提供多种遍历方式时。
- 当需要为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口时。
- 当访问一个聚合对象的内容而无须暴露其内部细节的表示时。
由于聚合与迭代器的关系非常密切&＃xff0c;所以大多数语言在实现聚合类时都提供了迭代器类&＃xff0c;因此大数情况下使用语言中已有的聚合类的迭代器就已经够了。
模式的扩展
迭代器模式常常与组合模式结合起来使用&＃xff0c;在对组合模式中的容器构件进行访问时&＃xff0c;经常将迭代器潜藏在组合模式的容器构成类中。当然&＃xff0c;也可以构造一个外部迭代器来对容器构件进行访问&＃xff0c;其结构如下&＃xff1a;
源码中的应用
Java 中的容器对象有很多&＃xff0c;基本都涉及到迭代器&＃xff0c;我们以 ArrayList 作为例子&＃xff0c;剖析它是如何应用迭代器模式的。
Java集合框架&＃xff1a;List, Set, Map 都支持迭代
ArrayList 源码可以发现&＃xff1a;
- ArrayList 实现了 List 接口&＃xff0c;使用 Object 数组存储元素&＃xff1b;
- 在 List 接口中定义了 iterator() 以及很多对操作集合的方法&＃xff1b;
- 在 ArrayList 中对 iterator() 进行了重写&＃xff0c;并返回一个 Itr 对象&＃xff1b;
- Itr 是 ArrayList 的内部类&＃xff0c;并且实现了 Iterator 接口。
部分源码展示
List接口
public interface List extends Collection {Iterator iterator();
}
Iterator接口
public interface Iterator {boolean hasNext();E next();default void remove() {throw new UnsupportedOperationException("remove");}
}
ArrayList类和Itr类
public class ArrayList extends AbstractListimplements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{public Iterator iterator() {return new Itr();}//Itr内部类private class Itr implements Iterator {int cursor; // index of next element to returnint lastRet &＃61; -1; // index of last element returned; -1 if no suchint expectedModCount &＃61; modCount;public boolean hasNext() {return cursor !&＃61; size;}&＃64;SuppressWarnings("unchecked")public E next() {checkForComodification();int i &＃61; cursor;if (i >&＃61; size)throw new NoSuchElementException();Object[] elementData &＃61; ArrayList.this.elementData;if (i >&＃61; elementData.length)throw new ConcurrentModificationException();cursor &＃61; i &＃43; 1;return (E) elementData[lastRet &＃61; i];}public void remove() {if (lastRet <0)throw new IllegalStateException();checkForComodification();try {ArrayList.this.remove(lastRet);cursor &＃61; lastRet;lastRet &＃61; -1;expectedModCount &＃61; modCount;} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();}}&＃64;Override&＃64;SuppressWarnings("unchecked")public void forEachRemaining(Consumer consumer) {Objects.requireNonNull(consumer);final int size &＃61; ArrayList.this.size;int i &＃61; cursor;if (i >&＃61; size) {return;}final Object[] elementData &＃61; ArrayList.this.elementData;if (i >&＃61; elementData.length) {throw new ConcurrentModificationException();}while (i !&＃61; size && modCount &＃61;&＃61; expectedModCount) {consumer.accept((E) elementData[i&＃43;&＃43;]);}// update once at end of iteration to reduce heap write trafficcursor &＃61; i;lastRet &＃61; i - 1;checkForComodification();}final void checkForComodification() {if (modCount !&＃61; expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();}}
}
PS&＃xff1a;以上代码提交在 Github &＃xff1a;https://github.com/Niuh-Study/niuh-designpatterns.git
文章持续更新&＃xff0c;可以公众号搜一搜「 一角钱技术 」第一时间阅读&＃xff0c; 本文 GitHub org_hejianhui/JavaStudy 已经收录&＃xff0c;欢迎 Star。
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