Iterator模式

定义 迭代器（ Iterator ）模式，从其英文单词可以看出，有反复做某件事的意思。迭代器模式常用于数据集合中，对数据集合中的数据按照顺序进行遍历。它能提供一种方法访问一个容器对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部细节。 问题引入 假设我们有一个书架，假设书架可以按照顺序放置无数本书，现在有一个需求，那就是遍历书架里面的所有的书籍，将书籍的名称打印出来。 常规的解决办法 一般情况下，我们在用代码来解决该问题的时候，都是想到使用 for循环，对书架中的每一本书进行循环遍历，然后输出名称。这是一种比较常规的做法，考虑的问题就是为了遍历书架中的书籍，并使用变量 i 来记录当前遍历到哪一本书了，以及将指针指向下一本书，伪代码如下： 这里的 for语句中的 i++的作用是将 i的值在每一次循环之后就自增 1，使得在遍历的过程中就可以访问集合中的下一本书籍，下下一本书籍，再下下一本书籍，直到遍历完所有的书籍。如果我们考虑将 i 的作用进行抽象化，使其通用化，那么就可以形成迭代器模式。 从List中获取启发 说到迭代器设计模式，大家肯定会想到 java.util包中的集合，是的， Java中集合类中运用到了迭代器设计模式，那么，我们在学习迭代器设计模式的时候，完全可以通过去学习集合的源码来学习迭代器设计模式，下面，我将从 ArrayList出发，探究一下在 ArrayList中如何运用的迭代器设计模式。 作为集合类的顶级接口， Collection接口继承了 Iterable接口， Iterable接口的子接口或者实现类都具备迭代和遍历的功能，那么List接口继承自 Collection，自然也是具备基本的迭代功能的，那么我们从 List出发，来探究迭代器模式的运用。 List接口中有一个重写自 Collection的 iterator()方法，它的返回值是一个 Iterator接口的实现类对象。 那么我们接着看 ArrayList类，它实现了 List接口，也实现了 List接口中的 iterator()方法。 那么，针对实例化 ArrayList的时候传入的具体的泛型，可以生成其对应的迭代器，也就是说，上图中 new语句后面的 Itr()创造出来的迭代器对象肯定是针对传入的泛型的迭代器对象。我们继续阅读代码，发现 Itr是 ArrayList的私有内部类，它还实现了 Iterator接口，也实现了基本的 hasNext()方法和 next()方法。 因为 Itr是 ArrayList的内部类，那么 Itr可以操作 ArrayList的成员变量，而 ArrayList作为集合，它内部的元素是存储在变量名为 elementData的 Object数组中的，整个遍历的过程就是针对这个数组进行遍历的。 分析完源码，我们也许还是有些迷糊，那么我们需要借助UML类图来描述这些接口或者类之间的关系了。 从上图可以看出， List接口中有创建 Iterator接口的实现类对象的抽象方法，而 ArrayList实现了 List接口，而 Itr类实现了 Iterator接口，且其拥有 ArrayList的元素数组，可以针对该数组进行一系列的操作，比如遍历。类图可以很清晰表表现出类与类之间的关系，不太熟悉的可以去学习一下 UML 类图。 手动实现迭代器设计模式 从 List中获取到迭代器设计模式实现的灵感，那么我们需要自己手动实现自己的迭代器模式，来解决文章开始引入的遍历书架的问题。首先，我们根据 List中采用的迭代器设计模式，我们需要一个集合接口 Aggregate（有"使聚集"、"聚合"的意思），该集合接口中有创建迭代器接口 Iterator实现类对象的抽象方法 iterator，这个迭代器接口有 hasNext、 next方法，用来判断集合是否还有元素以及获取集合元素，我们还需要具体的集合实现类，也就是具体的书架，用来承载书籍，该实现类实现了 Aggregate集合的 iterator方法，最后，我们还需要实现迭代器接口的具体类，它持有集合的具体的实现类，还实现了 hasNext和 next方法。我们将类图设计如下所示： 根据类图，我们可以很轻松地设计出基本的迭代器设计模式及的代码，主要代码如下所示： 该接口遵循类图的设计，接口中包含创建 Iterator 接口实现类对象的方法。 该迭代器接口有两个方法，分别是判断被遍历的集合是否还有元素以及获取集合中元素并将指针指向下一个元素。 getBookAt方法可以获取指定索引位置的书籍， appendBook方法是向书架中最后一个位置添加书籍的方法， getLength方法可以得到书籍的数量， iterator ...