设计模式系列往期精彩文章

还是老样子，无需求，不设计。更好的设计只是为了解决需求而诞生
有这样的一个需求：

需要写一个程序，展示学校院系结构，。并且要在要在一个页面展示出学校院系的组成，一个学校有多少个学院，一个学院有多少个系。

相信看过我往期文章的小伙伴都应该还记得当时我们使用了组合模式解决过这个问题,但是本次问题的角度不一样，这一次我们是要解决如何去遍历它，属于遍历问题.如何去遍历，以什么方式去遍历?
假设：计算机学院它的系部是由数组组成、信息工程学院系部是由集合组成我们应该如何通过统一的接口去解决遍历。

就步入了我们今天的主题。

迭代器模式

基本介绍

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

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。

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表示，即：不暴露其内部的结构。

原理类图

原理类图说明（迭代器模式的角色及职责）

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

ConcreteIterator : 具体的迭代器类，管理迭代

Aggregate :一个统一的聚合接口，将客户端和具体聚合解耦

ConcreteAggregate：具体的集合持有对象集合，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

Client：客户端会通过Iterator和Aggregate依赖子类

以上就是迭代器模式的基本概念介绍，接下来根据上述案例来进行分析探索迭代器模式

应用实例（院系遍历）类图：

代码实现

Department

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;
	}
		
}

ComputerCollegeIterator（实现Iterator、数组方式存放）

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {

	//这里我们需要Department 是以怎样的方式存放=>
	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() {
		
	}

}

InfoCollegeIterator（实现Iterator，List方式存放）

public class InfoCollegeIterator 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() {
		
	}

}

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（实现College）

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);
	}

}

InfoCollege（实现College）

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());
		}
	}
	
}

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();
	}

}

以上就是迭代器模式的基本概念以及应用实例案例的讲解. 接下来给大家讲解一下迭代器模式在源码中的使用

在JDK-ArrayList集合应用的源码分析

请看一下代码块

            List<String> a = new ArrayList<>();
            a.add("Bruce");// ..
            // 获取到迭代器
            Iterator Itr = a.iterator();
            while (Itr.hasNext()) {
                System.out.println(Itr.next());
            }

首先我们先看一下这个ArrayList的源码，我们来追一下。发现它实现了List<E>接口。

我们继续查看List<E>源码，发现里面有一个iterator()方法,这个方法在List<E>接口里面其实是一个抽象方法

此时List充当了聚合接口，ArrayList是它的子类

既然ArrayList实现了List，我们来查看一下是否实现了iterator()方法。显而易见，它实现了。返回了一个迭代器，这就是迭代器的一个具体实例Itr

Itr其实就是ArrayList里的一个内部类，实现了Iterator

那么问题来了，ArrayList的数据是怎么存放的呢？来继续追源码，我们发现ArrayList有一个属性：Object[] elementData

这里注意一点区别，与上述案例不同的是，这里的Itr并没有聚合Object[]这个属性，因为Itr是ArrayList内部类直接使用即可。

源码解析类图

说明

内部类Itr 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()
Iterator 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

迭代器模式总结

优点

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。
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。
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。
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