设计模式Java实现-迭代器模式

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🍅系列专栏：设计模式🍅

✈️本篇内容: 迭代器模式✈️

🍱 本篇收录完整代码地址：https://gitee.com/diqirenge/design-pattern 🍱

楔子

很久没有更新文章了，一方面是工作比较忙，另一方面家里又迎来了新的小生命，短暂休整一下后，小七又决定出来卖艺了。今天我们聊一下迭代器模式。

需求背景

很多公司的组织架构都是树形结构，每一个节点都是一个部门，每一个部门包含很多员工，现在需要遍历这些员工，考虑使用树的深度遍历。

分析设计

在实现迭代器模式之前，我们可以先参考下 Java 中 List 类是如何实现迭代器的，类图如下

开发会按照这个模式来实现，这个模式主要分为以下⼏块；

1. Collection，集合⽅法部分⽤于对⾃定义的数据结构添加通⽤⽅法； add 、 remove 、 iterator

等核⼼⽅法。

2. Iterable，提供获取迭代器，这个接⼝类会被 Collection 继承。

3. Iterator，提供了两个⽅法的定义； hasNext 、 next ，会在具体的数据结构中写实现⽅式。

UML图

根据分析设计，我们可以先画一个简单的UML图，后面通过UML图编码

模块名称

iterator

模块地址

https://gitee.com/diqirenge/design-pattern/tree/master/src/main/java/com/run2code/design/behavioral/iterator

模块描述

迭代器模式代码示例

代码实现

1、参考jdk的Iterator，编写迭代器接口

①、是否有下一个节点

②、获取下一个节点

/*** 迭代器接口，主要提供hasNext、next两个方法，参考jdk的Iterator设计* @see java.util.Iterator 接口* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2024/01/30*/
public interface Iterator<E> {boolean hasNext();E next();}

2、参考jdk的Iterable，编写Iterable，提供一个获取迭代器的方法

/*** 提供获取迭代器的方法，参考jdk的Iterable设计* @see java.lang.Iterable 接口* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2024/01/30*/
public interface Iterable<T> {Iterator<T> iterator();}

3、参考jdk的Collection，编写集合接口

该接口继承Iterable，拓展了基础的添加和删除方法

/*** 集合接口，参考jdk的Collection设计* @see java.util.Collection 接口* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2024/01/30*/
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {boolean add(E e);boolean remove(E e);Iterator<E> iterator();}

4、编写员工类

/*** 员工类* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2024/01/30*/
public class Employee {private String name;private String position;public Employee(String name, String position) {this.name = name;this.position = position;}public String getName() {return name;}public String getPosition() {return position;}
}

5、编写组织类

实现Iterable接口，编写iterator()方法

/*** 组织类* 实现Iterable接口的iterator()方法，返回一个Iterator实例* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2024/01/30*/
public class Organization implements Iterable<Employee> {private List<Employee> employees;public Organization() {employees = new ArrayList<>();}public void addEmployee(Employee employee) {employees.add(employee);}@Overridepublic Iterator<Employee> iterator() {return new OrganizationIterator(employees);}}

6、编写组织器迭代类

主要完成hasNext和next两个方法的逻辑编写

/*** 组织迭代器类* 实现Iterator类，用于遍历组织结构中的员工。* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2024/01/30*/
public class OrganizationIterator implements Iterator<Employee> {private List<Employee> employees;private int currentIndex;public OrganizationIterator(List<Employee> employees) {this.employees = employees;currentIndex = 0;}@Overridepublic boolean hasNext() {return currentIndex < employees.size();}@Overridepublic Employee next() {return employees.get(currentIndex++);}
}

7、编写测试类

/*** 测试迭代器模式* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2024/01/30*/
public class IteratorTest {@Testpublic void testIterator() {Organization organization = new Organization();organization.addEmployee(new Employee("张三", "经理"));organization.addEmployee(new Employee("李四", "工程师"));organization.addEmployee(new Employee("王五", "设计师"));Iterator<Employee> iterator = organization.iterator();while (iterator.hasNext()) {Employee employee = iterator.next();System.out.println("姓名：" + employee.getName() + "，职位：" + employee.getPosition());}}
}

8、测试结果

姓名：张三，职位：经理

姓名：李四，职位：工程师

姓名：王五，职位：设计师

实现要点

迭代器模式实现要点如下：

1. 抽象迭代器（Iterator）：定义了遍历集合对象所需的接口，通常包括hasNext()和next()方法，用于判断是否还有下一个元素以及获取下一个元素。
2. 具体迭代器（Iterator）：实现抽象迭代器接口的具体类，负责具体的遍历逻辑。它保存了当前遍历的位置信息，并可以根据需要向前或向后遍历集合元素。
3. 聚合对象（Iterable）：是迭代器模式的目标对象，通常是一个集合或容器，包含了多个元素。聚合对象提供创建具体迭代器的方法，以便外部可以通过迭代器访问其内部的元素。
4. 隔离集合的遍历和实现：迭代器模式将集合的遍历方式与集合的内部表示分离，使得可以在不暴露集合内部结构的情况下访问集合中的元素。
5. 增加遍历的灵活性：通过迭代器模式，可以灵活地为集合对象增加不同的遍历方法，而不需要修改集合对象的代码。
6. 支持多种遍历方式：迭代器模式允许定义多种遍历方式，例如顺序遍历、逆序遍历等，只需要提供相应的具体迭代器实现即可。
7. 简化外部操作：外部代码只需通过迭代器的接口与集合交互，无需关心集合的内部结构和遍历细节，简化了外部代码的复杂性。

总结

迭代器模式遵循开闭原则，对扩展开放，对修改封闭。当需要增加新的遍历方式时，只需添加新的具体迭代器类，无需修改现有代码。每个类只关注一项任务，也符合单一职责原则。

面对对象面对君，不负代码不负卿