设计模式学习之迭代器模式

我爱海鲸 2022-06-19 17:01:08 暂无标签

简介迭代器模式

1、看一个具体的需求

编写程序展示一个学校院系结构:需求是这样,要在一个页面中展示出学校的院系组成,一个学校有多个学院,一个学院有多个系。如图:

2、传统的设计方案(类图)

3、传统的方式的问题分析

1)将学院看做是学校的子类,系是学院的子类,这样实际上是站在组织大小来进行分层次的

2)实际上我们的要求是﹔在一个页面中展示出学校的院系组成,一个学校有多个学院,一个学院有多个系,因
此这种方案,不能很好实现的遍历的操作

3)解决方案:→迭代器模式

4、迭代器模式基本介绍

基本介绍

1)迭代器模式( Iterator Pattern)是常用的设计模式,属于行为型模式

2)如果我们的集合元素是用不同的方式实现的,有数组,还有java的集合类,或者还有其他方式,当客户端要遍
历这些集合元素的时候就要使用多种遍历方式,而且还会暴露元素的内部结构,可以考虑使用迭代器模式解决。

3)迭代器模式,提供一种遍历集合元素的统一接口,用一致的方法遍历集合元素,不需要知道集合对象的底层
示,即:不暴露其内部的结构。

5、迭代器模式的原理类图

对原理类图的说明-即(迭代器模式的角色及职责)

l) Iterator :迭代器接口,是系统提供,含义hasNext, next, remove

2) ConcreteIterator :具体的迭代器类,管理迭代

3)Aggregate :一个统一的聚合接口,将客户端和具体聚合解耦

4) ConcretcAggreage:具体的聚合持有对象集合,并提供一个方法,返回一个迭代器,该迭代器可以正确遍历
集合

5)Client :客户端,通过Iterator和Aggregatc依赖子类

6、代器模式应用实例

1)应用实例要求

   编写程序展示一个学校院系结构:需求是这样,要在一个页面中展示出学校的院系组成,一个学校有多个学院,一个学院有多个系。

2)设计思路分析

3)代码实现

Client:
public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//创建学院
		List<College> collegeList = new ArrayList<College>();
		
		ComputerCollege computerCollege = new ComputerCollege();
		InfoCollege infoCollege = new InfoCollege();
		
		collegeList.add(computerCollege);
		//collegeList.add(infoCollege);
		
		OutPutImpl outPutImpl = new OutPutImpl(collegeList);
		outPutImpl.printCollege();
	}

}
College:
public interface College {
	
	public String getName();
	
	//增加系的方法
	public void addDepartment(String name, String desc);
	
	//返回一个迭代器,遍历
	public Iterator  createIterator();
}
ComputerCollege:
public class ComputerCollege implements College {

	Department[] departments;
	int numOfDepartment = 0 ;// 保存当前数组的对象个数
	
	
	public ComputerCollege() {
		departments = new Department[5];
		addDepartment("Java专业", " Java专业 ");
		addDepartment("PHP专业", " PHP专业 ");
		addDepartment("大数据专业", " 大数据专业 ");
		
	}
	
	
	@Override
	public String getName() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "计算机学院";
	}

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = new Department(name, desc);
		departments[numOfDepartment] = department;
		numOfDepartment += 1;
	}

	@Override
	public Iterator createIterator() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new ComputerCollegeIterator(departments);
	}

}
ComputerCollegeIterator:
public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {

	//这里我们需要Department 是以怎样的方式存放=>数组
	Department[] departments;
	int position = 0; //遍历的位置
	
	
	
	
	public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) {
		this.departments = departments;
	}

	//判断是否还有下一个元素
	@Override
	public boolean hasNext() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(position >= departments.length || departments[position] == null) {
			return false;
		}else {
		
			return true;
		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = departments[position];
		position += 1;
		return department;
	}
	
	//删除的方法,默认空实现
	public void remove() {
		
	}

}
Department:
//ϵ
public class Department {

	private String name;
	private String desc;
	public Department(String name, String desc) {
		super();
		this.name = name;
		this.desc = desc;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public String getDesc() {
		return desc;
	}
	public void setDesc(String desc) {
		this.desc = desc;
	}
	
	
	
}
InfoColleageIterator:
public class InfoColleageIterator implements Iterator {

	
	List<Department> departmentList; // 信息工程学院是以List方式存放系
	int index = -1;//索引
	

	public InfoColleageIterator(List<Department> departmentList) {
		this.departmentList = departmentList;
	}

	//判断list中还有没有下一个元素
	@Override
	public boolean hasNext() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(index >= departmentList.size() - 1) {
			return false;
		} else {
			index += 1;
			return true;
		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return departmentList.get(index);
	}
	
	//空实现remove
	public void remove() {
		
	}

}
InfoCollege:
public class InfoCollege implements College {

	List<Department> departmentList;
	
	
	public InfoCollege() {
		departmentList = new ArrayList<Department>();
		addDepartment("信息安全专业", " 信息安全专业 ");
		addDepartment("网络安全专业", " 网络安全专业 ");
		addDepartment("服务器安全专业", " 服务器安全专业 ");
	}
	
	@Override
	public String getName() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "信息工程学院";
	}

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = new Department(name, desc);
		departmentList.add(department);
	}

	@Override
	public Iterator createIterator() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new InfoColleageIterator(departmentList);
	}

}
OutPutImpl:
public class OutPutImpl {
	
	//学院集合
	List<College> collegeList;

	public OutPutImpl(List<College> collegeList) {
		
		this.collegeList = collegeList;
	}
	//遍历所有学院,然后调用printDepartment 输出各个学院的系
	public void printCollege() {
		
		//从collegeList 取出所有学院, Java 中的 List 已经实现Iterator
		Iterator<College> iterator = collegeList.iterator();
		
		while(iterator.hasNext()) {
			//取出一个学院
			College college = iterator.next();
			System.out.println("=== "+college.getName() +"=====" );
			printDepartment(college.createIterator()); //得到对应迭代器
		}
	}
	
	
	//输出 学院输出 系
	
	public void printDepartment(Iterator iterator) {
		while(iterator.hasNext()) {
			Department d = (Department)iterator.next();
			System.out.println(d.getName());
		}
	}
	
}

7、迭代器模式在JDK-ArrayList集合应用的源码分析

1)JDK的ArrayList集合中就使用了迭代器模式

2)代码分析+类图+说明

3)对类图的角色分析和说明

内部类ltr充当具体实现迭代器Iterator的类,作为ArrayList内部类

List就是充当了聚合接口,含有一个iterator()方法,返回一个迭代器对象

ArrayList是实现聚合接口 List的子类,实现了iterator(

lterator接口系统提供

迭代器模式解决了不同集合(ArrayList ,LinkedList)统一遍历问题

8、迭代器模式的注意事项和细节

优点

1)提供一个统一的方法遍历对象,客户不用再考虑聚合的类型,使用一种方法就可以遍历对象了。

2)隐藏了聚合的内部结构,客户端要遍历聚合的时候只能取到迭代器,而不会知道聚合的具体组成。

3)提供了一种设计思想,就是一个类应该只有一个引起变化的原因(叫做单一责任原则)。在聚合类中,我们把
迭代器分开,就是要把管理对象集合和遍历对象集合的责任分开,这样一来集合改变的话,只影响到聚合对象。而如果遍历方式改变的话,只影响到了迭代器。

4)当要展示一组相似对象,或者遍历一组相同对象时使用,适合使用迭代器模式

缺点

   每个聚合对象都要一个迭代器,会生成多个迭代器不好管理类

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