1. 迭代器模式概念

迭代器模式可能是JAVA中最广为人知的模式之一，JAVA程序员在使用集合时，并不需要关注其类型是List、Set还是其他的，因为它们的遍历都可以通过迭代器来完成。迭代器模式在客户访问类和聚合类之间插入，分离了聚合对象与其遍历行为，对客户也隐藏了其内部细节，满足单一职责原则和开闭原则。

迭代器模式优点：

访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
遍历任务交由迭代器完成，这简化了聚合类。
增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。

迭代器模式缺点：

增加了类的个数，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

迭代器模式类图如下：

抽象聚合(Aggregate)：也叫抽象容器，定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
具体聚合(ConcreteAggregate)：也叫具体容器，实现内部不同结构，返回一个迭代器实例。
抽象迭代器(Iterator)：定义访问和遍历聚合元素的接口。
具体迭代器(ConcreteIterator)：实现抽象迭代器接口中的方法，完成对聚合对象的遍历，记录遍历的当前位置。

2. 迭代器模式案例

通过迭代器模式实现一个简单的ArrayList，功能包括：添加元素、删除元素、获取元素、遍历元素、获取元素个数。

2.1 抽象迭代器

新建抽象迭代器接口定义迭代器行为，接口名称为Iterator，内容如下：

public interface Iterator<T> {/*** 是否有下一个元素*/Boolean hasNext();/*** 返回下一个元素*/T next();
}

2.2 抽象聚合

新建抽象聚合接口用来定义集合的行为，接口名称为Aggregate，内容如下：

public interface Aggregate<T> {/*** 添加元素* @param item 元素*/void addItem(T item);/*** 删除元素* @param item 元素* @return*/void remove(T item);/*** 获取元素*/T getItem(Integer index);/*** 获取元素总个数*/Integer size();/*** 获取迭代器*/Iterator<T> iterator();}

2.3 具体迭代器

新建具体迭代器类实现抽象迭代器，类名为ConcreteIterator，内容如下：

public class ConcreteIterator<T> implements Iterator<T> {/*** 聚合对象*/private Aggregate aggregate;/*** 游动的索引指针*/private Integer position;public ConcreteIterator(Aggregate aggregate){this.aggregate = aggregate;position = 0;}@Overridepublic Boolean hasNext() {// 当索引指针没有游动到最后表示还有元素可以遍历return position < aggregate.size() ;}@Overridepublic T next() {if (hasNext()) {// 返回索引指针处的元素return (T) aggregate.getItem(position++);}return null;}
}

2.4 具体聚合

新建具体聚合类实现抽象聚合，类名称为ConcreteAggregate，内容如下：

public class ConcreteAggregate<T> implements Aggregate<T> {/*** 数组容器初始大小*/public static final Integer INIT_SIZE = 10;/*** 元素个数*/private Integer size;/*** 实际容器*/private Object[] array;public ConcreteAggregate(){array = new Object[INIT_SIZE];size = 0;}@Overridepublic void addItem(T item) {if (size < array.length){// 容量满足array[size++] = item;} else {// 容量不够，需要扩容Object[] newArray = new Object[size + size / 2];System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, size);newArray[size++] = item;array = newArray;}}@Overridepublic void remove(T item) {for (int index = 0; index < array.length; index++) {if (array[index].equals(item)){Object[] newArray = new Object[size - 1];// 复制删除元素位置前的元素System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, index);// 复制删除元素位置后的元素System.arraycopy(array, index + 1, newArray, index, size - index - 1);array = newArray;size -= 1;break;}}}@Overridepublic T getItem(Integer index) {return (T) array[index];}@Overridepublic Integer size() {return size;}@Overridepublic Iterator<T> iterator() {return new ConcreteIterator<>(this);}
}

2.5 客户端

新建客户端测试容器功能和迭代功能，内容如下：

public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建一个自定义容器Aggregate<String> aggregate = new ConcreteAggregate<>();// 给容器添加20个元素for (int index = 0; index < 20; index++) {aggregate.addItem("Hello World " + index);}System.out.println("删除前的size = " + aggregate.size());// 移除容器中的某个元素aggregate.remove("Hello World 3");System.out.println("删除后的size = " + aggregate.size());// 获取迭代器进行迭代输出Iterator<String> iterator = aggregate.iterator();int i = 0;while (iterator.hasNext()){System.out.println(String.format("item[%d] = %s", ++i, iterator.next()));}}
}

3. 迭代器模式应用

如今，迭代器在大多数编程语言中都很流行，它可能是JAVA中使用最广泛的集合包，当使用循环遍历集合时，它也在语言级别实现：

for (String item : list) {System.out.println("item = " + item);
}

在JAVA语言的ArrayList中有如下结构：

Collection是JAVA集合类的顶级接口，里面定义了获取元素个数、获取迭代器、添加元素、移除元素等方法。
Iterable是可迭代性的标志，该接口定义了获取迭代器的方法，迭代器的接口是Iterator，定义了hasNext和next方法。
ArrayList是具体的聚合类，继承了AbstractList抽象类，在这个抽象类中使用内部类Itr来实现迭代器接口充当具体迭代器。

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