迭代器模式（Iterator Pattern）是 Java 和 .Net 编程环境中非常常用的设计模式。这种模式用于顺序访问集合对象的元素，不需要知道集合对象的底层表示。

迭代器模式属于行为型模式。

基本介绍

意图：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又无须暴露该对象的内部表示。
主要解决：不同的方式来遍历整个整合对象。
何时使用：遍历一个聚合对象。
如何解决：把在元素之间游走的责任交给迭代器，而不是聚合对象。
关键代码：定义接口：hasNext,next。
应用实例：JAVA 中的 iterator。
优点：
- 1、它支持以不同的方式遍历一个聚合对象。
- 2、迭代器简化了聚合类。
- 3、在同一个聚合上可以有多个遍历。
- 4、在迭代器模式中，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。
缺点：由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。
使用场景：
- 1、访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
- 2、需要为聚合对象提供多种遍历方式。
- 3、为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

注意事项：迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

概括

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。

迭代器模式的原理类图

对原理类图的说明-即(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
ConcreteAggreage：具体的聚合持有对象集合，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，通过 Iterator 和 Aggregate 依赖子类

我的理解

这种迭代器就相当于班上的班长，班长在做操的时候一个一个点人数，看人是否到齐。

应用实例

看一个具体的需求
编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样，要在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。如图：

使用传统方式

传统的设计方案(类图)

传统的方式的问题分析

将学院看做是学校的子类，系是学院的子类，这样实际上是站在组织大小来进行分层次的
实际上我们的要求是：在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系，因此这种方案，不能很好实现的遍历的操作
解决方案：=> 迭代器模式

迭代器模式应用实例

应用实例要求
编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样，要在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。
设计思路分析

代码实现：

Department

package com.nemo.iterator;

//系
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;
    }
}

College

package com.nemo.iterator;

import java.util.Iterator;

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

package com.nemo.iterator;

import java.util.Iterator;

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() {
        return "计算机学院";
    }

    @Override
    public void addDepartment(String name,String desc) {
        Department department = new Department(name,desc); 
        departments[numOfDepartment] = department; 
        numOfDepartment += 1;
    }

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new ComputerCollegeIterator(departments);
    }
}

InfoCollege

package com.nemo.iterator;

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Iterator; 
import java.util.List;

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() {
        return "信息工程学院";
    }

    @Override
    public void addDepartment(String name,desc); 
        departmentList.add(department);
    }

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new InfoColleageIterator(departmentList);
    }
}

ComputerCollegeIterator

package com.nemo.iterator;

import java.util.Iterator;

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {

    //这里我们需要 Department 是以怎样的方式存放=>数组
    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() {
        if(position >= departments.length || departments[position] == null) { 
            return false;
        }else {
            return true;
        }
    }

    @Override
    public Object next() {
        Department department = departments[position]; 
        position += 1;
        return department;
    }

    //删除的方法，默认空实现 
    public void remove() {}
}

InfoColleageIterator

package com.nemo.iterator;

import java.util.Iterator; 
import java.util.List;

public class InfoColleageIterator 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() {
        if(index >= departmentList.size() - 1) {
            return false;
        } else {
            index += 1; return true;
        }
    }

    @Override
    public Object next() {
        return departmentList.get(index);
    }

    // 空 实 现 remove 
    public void remove() {}
}

OutPutImpl

package com.nemo.iterator;

import java.util.Iterator; 
import java.util.List;

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

package com.nemo.iterator;

import java.util.ArrayList; 
import java.util.List;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //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();
    }
}

迭代器模式在 JDK-ArrayList 集合应用的源码分析

JDK 的 ArrayList 集合中就使用了迭代器模式
代码分析+类图+说明

对类图的角色分析和说明
- 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

迭代器模式的注意事项和细节

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

缺点
每个聚合对象都要一个迭代器，会生成多个迭代器不好管理类

【设计模式】迭代器模式

基本介绍

概括

我的理解

应用实例

使用传统方式

迭代器模式应用实例

Department

College

ComputerCollege

InfoCollege

ComputerCollegeIterator

InfoColleageIterator

OutPutImpl

Client

迭代器模式在 JDK-ArrayList 集合应用的源码分析

迭代器模式的注意事项和细节

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