【设计模式-4.5】行为型—

【设计模式-4.5】行为型——迭代器模式

news2025/6/7 2:49:41

说明：本文介绍设计模式中，行为型设计模式之一的迭代器模式。

定义

迭代器模式（Iterator Pattern），也叫作游标模式（Cursor Pattern），它提供一种按顺序访问集合/容器对象元素的方法，而又无须暴露集合内部表示。迭代器模式可以为不同的容器提供一致的遍历行为，而不用关心容器内元素的组成结构。（引自《设计模式就该这样学》P329）

行车记录仪场景

假设有一个行车记录仪对象，可存储行车记录时的视频，可存储10个视频，超出会覆盖最早的数据，如下：

/**
 * 行车记录仪
 */
public class DrivingRecorder {
    /**
     * 当前记录的位置
     */
    private int index = -1;

    /**
     * 假设只能存储10个视频
     */
    private String[] records = new String[10];

    /**
     * 存入
     */
    public void append(String record) {
        // 如果当前位置已经到达末尾，就从头开始存储
        if (index == 9) {
            index = 0;
        } else {
            index++;
        }
        records[index] = record;
    }

    /**
     * 顺序遍历
     */
    public void display() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(i + "：" + records[i]);
        }
    }

    /**
     * 按照存入顺序逆序遍历
     * 从新=>旧读取
     */
    public void displayByOrder() {
        // loopCount：是集合能存储的数据个数，故不能大于10；
        // i是记录的位置，存的时候+1，读的时候-1，并且还要做==0判断，如果==0，就从集合末尾开始读；
        for (int i = index, loopCount = 0; loopCount < 10; i = i == 0 ? 9 : i - 1, loopCount++) {
            System.out.println(records[i]);
        }
    }
}

运行如下，可见存入12个视频，把前面存储的两个视频数据覆盖了。

在这里插入图片描述

分析
（1）无法读取到行车记录仪中的数据（即变量records），当然我们可以开放对应的get方法，但这样设计遍历和读取数据方法不免有重复（现成的index变量还没用上，不可惜嘛？），我们能否扩展遍历方法，返回当前位置上的数据？；

（2）代码不够优雅，对于一个封闭的对象或者说容器，遍历对象内的数据，我们是否可以考虑抽出成一个接口，定义遍历的规范，使其他对象实现其接口。

迭代器设计

针对上面行车记录仪场景，改造成迭代器设计模式，如下：

import java.util.Iterator;

/**
 * 行车记录仪(迭代器设计)
 */
public class DrivingRecorderIterable implements Iterable<String> {
    /**
     * 当前记录的位置
     */
    private int index = -1;

    /**
     * 假设只能存储10个视频
     */
    private String[] records = new String[10];

    /**
     * 存入
     */
    public void append(String record) {
        // 如果当前位置已经到达末尾，就从头开始存储
        if (index == 9) {
            index = 0;
        } else {
            index++;
        }
        records[index] = record;
    }

    @Override
    public Iterator<String> iterator() {
        return new Itr();
    }

    /**
     * 行车记录仪迭代器
     */
    private class Itr implements Iterator<String> {
        /**
         * cursor：游标，这里通过赋值拷贝一份，不要直接使用index，不然一边读一边写的时候会出错
         * loopCount：是集合能存储的数据个数，故不能大于10
         */
        int cursor = index;
        int loopCount = 0;

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return loopCount < 10;
        }

        @Override
        public String next() {
            int i = cursor;
            if (i == 9) {
                i = 0;
            } else {
                i++;
            }
            cursor = i;
            loopCount++;
            return records[i];
        }
    }
}

这里使用的接口是JDK自带的Iterator，实现该接口的类都能使用上述方式遍历数据。

在这里插入图片描述

Java中的单列集合，Collection，实现了该接口，也就是说实现了Collection接口的容器，都支持这种迭代器的遍历方式。

在这里插入图片描述

像ArrayList

        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("王麻子");
        list.add("小李子");
        list.add("李爱花");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }