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迭代器模式【Iterator Pattern】，什么是迭代器模式？作用？优缺点？应用场景？典型应用？实现案例？
目录什么是迭代器模式（Iterator Pattern）？迭代器模式核心思想迭代器模式结构（1）迭代器接口（Iterator）（2）具体迭代器（Concrete Iterator）（3）聚合接口（Aggregate）（4）具体聚合（Concrete Aggregate）
迭代器模式的作用（1）简化集合遍历（2）解耦遍历算法和集合（3）统一访问方式
迭代器模式的优缺点优点（1）遍历过程封装：迭代器封装了遍历集合的逻辑，简化了集合的访问操作，并且提供了一个统一的访问接口。（2）解耦遍历算法与集合对象（3）多样化遍历方式
缺点（1）类的复杂性增加（2）性能开销
迭代器模式的应用场景（1）访问集合对象的内容（2）支持多种遍历方式（3）需要统一遍历接口（4）隐藏遍历算法的复杂性
迭代器模式的典型应用（1）Java 集合框架（2）数据库结果集遍历（3）树结构遍历
迭代器模式实现案例1、定义一个Iterator接口；迭代器接口，聚合接口（Aggregate）2、定义一个项目接口3、项目迭代器（Concrete Iterator）4、具体项目；具体聚合（Concrete Aggregate）5、老板来看项目了
什么是迭代器模式（Iterator Pattern）？
迭代器模式是一种行为型设计模式，它提供了一种方法，能够顺序访问一个聚合对象（如集合、列表等）的各个元素，而不需要暴露其内部的实现细节。迭代器模式主要用于遍历集合中的元素，屏蔽具体集合类的实现，使得集合的遍历操作独立于集合本身。
迭代器模式核心思想
迭代器模式的核心思想是将集合对象的遍历行为抽取出来，通过迭代器对象来执行遍历。迭代器封装了访问集合元素的逻辑，从而使集合对象和遍历方式解耦。
迭代器模式结构
（1）迭代器接口（Iterator）
定义了遍历集合所需的操作接口，例如 hasNext()、next() 和 remove() 方法，用于判断是否还有元素、获取下一个元素以及删除当前元素。
（2）具体迭代器（Concrete Iterator）
实现了 Iterator 接口，具体实现了遍历集合的方法，保存当前遍历的位置。
（3）聚合接口（Aggregate）
定义了创建迭代器的接口，通常是一个 createIterator() 方法。这个接口使得客户端能够获取一个迭代器对象，开始遍历集合。
（4）具体聚合（Concrete Aggregate）
实现了聚合接口，负责存储元素，并实现创建具体迭代器的方法。
迭代器模式的作用
（1）简化集合遍历
客户端可以通过迭代器顺序访问集合元素，而无需了解集合的内部结构。
（2）解耦遍历算法和集合
遍历行为被独立封装在迭代器中，不依赖于具体的集合类型，使得集合和遍历方式解耦。
（3）统一访问方式
不同类型的集合都可以通过实现相同的迭代器接口，提供统一的访问方式，增强系统的灵活性。
迭代器模式的优缺点
优点
（1）遍历过程封装：迭代器封装了遍历集合的逻辑，简化了集合的访问操作，并且提供了一个统一的访问接口。
（2）解耦遍历算法与集合对象
客户端无需知道集合的内部结构或实现细节，只需通过迭代器接口进行操作，增强了代码的可维护性和扩展性。
（3）多样化遍历方式
可以很容易地更改或扩展迭代器，实现不同的遍历算法（例如：正向遍历、逆向遍历等）。
缺点
（1）类的复杂性增加
每个集合都需要定义相应的迭代器类，增加了类的数量，导致系统复杂度提升。
（2）性能开销
在某些情况下，迭代器可能会带来一定的性能开销，尤其是在实现复杂的遍历算法时。
迭代器模式的应用场景
（1）访问集合对象的内容
当需要访问一个集合对象中的元素，而不希望暴露其内部实现时，迭代器模式非常合适。例如，在 Java 中，List、Set 等集合类都使用了迭代器模式。
（2）支持多种遍历方式
如果需要支持不同的遍历方式（例如顺序遍历、逆序遍历等），可以使用迭代器模式来封装不同的遍历算法。
（3）需要统一遍历接口
当需要对不同类型的聚合对象（如数组、链表等）进行统一处理时，迭代器模式可以为所有聚合对象提供一致的遍历方式。
（4）隐藏遍历算法的复杂性
当集合的遍历算法比较复杂时，迭代器可以隐藏其复杂性，客户端只需调用迭代器接口方法即可完成遍历。
迭代器模式的典型应用
（1）Java 集合框架
Iterator 接口是 Java 集合框架的重要组成部分，几乎所有的集合类都实现了 Iterator 接口。
（2）数据库结果集遍历
在 JDBC 中，ResultSet 也是一种迭代器，用于遍历查询结果集中的行。
（3）树结构遍历
在文件系统、UI控件树等场景中，迭代器可以用于遍历树结构的节点。
迭代器模式实现案例
1、定义一个Iterator接口；迭代器接口，聚合接口（Aggregate）
package com.uhhe.common.design.iterator;
import java.util.Iterator;
/**
* 定义一个Iterator接口
*
* @author nizhihao
* @version 1.0.0
* @date 2023/3/1 9:54
*/
@SuppressWarnings("all")
public interface IProjectIterator extends Iterator {
}
2、定义一个项目接口
package com.uhhe.common.design.iterator;
/**
* 定义一个接口，所有的项目都是一个接口
*
* @author nizhihao
* @version 1.0.0
* @date 2023/3/1 9:52
*/
public interface IProject {
/**
* 增加项目
*
* @param name 名称
* @param num 人数
* @param cost 费用
*/
void add(String name, int num, int cost);
/**
* 从老板这里看到的就是项目信息
*
* @return 项目信息
*/
String getProjectInfo();
/**
* 获得一个可以被遍历的对象
*
* @return IProjectIterator
*/
IProjectIterator iterator();
}
3、项目迭代器（Concrete Iterator）
package com.uhhe.common.design.iterator;
import java.util.ArrayList;
/**
* 项目迭代器
*
* @author nizhihao
* @version 1.0.0
* @date 2023/3/1 9:55
*/
public class ProjectIterator implements IProjectIterator {
/**
* 所有的项目都放在这里ArrayList中
*/
private final ArrayList
/**
* 当前项目下标
*/
private int currentItem = 0;
/**
* 构造函数传入projectList
*
* @param projectList 项目列表
*/
public ProjectIterator(ArrayList
this.projectList = projectList;
}
/**
* 判断是否还有元素，必须实现
*
* @return true有|false无
*/
@Override
public boolean hasNext() {
//定义一个返回值
boolean b = true;
if (this.currentItem >= projectList.size() || this.projectList.get(this.currentItem) == null) {
b = false;
}
return b;
}
/**
* 取得下一个值
*
* @return 一个项目
*/
@Override
public IProject next() {
return this.projectList.get(this.currentItem++);
}
/**
* 删除一个对象
*/
@Override
public void remove() {
// 暂时没有使用到
}
}
4、具体项目；具体聚合（Concrete Aggregate）
package com.uhhe.common.design.iterator;
import java.util.ArrayList;
/**
* 具体项目
*
* @author nizhihao
* @version 1.0.0
* @date 2023/3/1 9:53
*/
public class Project implements IProject {
/**
* 定义一个项目列表，说有的项目都放在这里
*/
private final ArrayList
/**
* 项目名称
*/
private String name = "";
/**
* 项目成员数量
*/
private int num = 0;
/**
* 项目费用
*/
private int cost = 0;
public Project() {
}
/**
* 定义一个构造函数，把所有老板需要看到的信息存储起来
*
* @param name 名称
* @param num 人数
* @param cost 费用
*/
private Project(String name, int num, int cost) {
// 赋值到类的成员变量中
this.name = name;
this.num = num;
this.cost = cost;
}
/**
* 增加项目
*
* @param name 名称
* @param num 人数
* @param cost 费用
*/
@Override
public void add(String name, int num, int cost) {
this.projectList.add(new Project(name, num, cost));
}
/**
* 得到项目的信息
*
* @return 项目信息
*/
@Override
public String getProjectInfo() {
String info = "";
// 获得项目的名称
info = info + "项目名称：" + this.name;
// 获得项目人数
info = info + "\t项目人数: " + this.num;
// 项目费用
info = info + "\t项目费用：" + this.cost;
return info;
}
/**
* 产生一个遍历对象
*
* @return IProjectIterator
*/
@Override
public IProjectIterator iterator() {
return new ProjectIterator(this.projectList);
}
}
5、老板来看项目了
package com.uhhe.common.design.iterator;
/**
* 老板来看项目信息了
*
* @author nizhihao
* @version 1.0.0
* @date 2023/3/1 9:57
*/
public class Boss {
/**
* 迭代器模式【Iterator Pattern】
*
* java.util.Iterable 接口只有一个方法：iterator()，也就说通过 iterator()这个方法去遍历聚集类中的所有方法或属性，
* 基本上现在所有的高级的语言都有 Iterator 这个接口或者实现
*/
public static void main(String[] args) {
// 定义一个List，存放所有的项目对象
IProject project = new Project();
// 增加星球大战项目
project.add("星球大战项目", 10, 100000);
// 增加扭转时空项目
project.add("扭转时空项目", 100, 10000000);
// 增加超人改造项目
project.add("超人改造项目", 10000, 1000000000);
// 这边100个项目
for (int i = 1; i < 100; i++) {
project.add("第" + i + "个项目", i * 5, i * 1000000);
}
// 遍历一下ArrayList，把所有的数据都取出
IProjectIterator projectIterator = project.iterator();
while (projectIterator.hasNext()) {
IProject p = (IProject) projectIterator.next();
System.out.println(p.getProjectInfo());
}
}
}
总结： 迭代器模式通过提供统一的接口，简化了集合对象的遍历过程，解耦了集合对象与遍历算法，增强了代码的灵活性和可扩展性。它非常适用于需要对集合对象进行顺序访问的场景，同时也广泛应用于现代编程语言的集合框架中。