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 Iterator大家應(yīng)該都很熟悉了，作為Java程序員的我們來說，遍歷集合這也是我們剛開始學(xué)習(xí)Java知識(shí)。

遍歷集合的方式也有很多，比如for循環(huán)、while循環(huán)、foreach循環(huán)、Iterator等。這里的Iterator就是我們?cè)O(shè)計(jì)模式里面的迭代器模式。

這次要跟大家分享的設(shè)計(jì)模式就是這迭代器模式，雖然很多語言都直接把Iterator封裝到基礎(chǔ)工具類中，但是它的特性你都了解嗎?

本期大綱

定義

迭代器大家都很熟悉，那么什么叫迭代器?它的目的又是什么呢?

• 定義：我們可以用相同的方式處理集合，無論它是列表還是數(shù)組，它都提供了一種迭代其元素而不用暴露其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的機(jī)制，更重要的是，不同的類型的集合都可以使用相同的統(tǒng)一機(jī)制，這種機(jī)制則被稱為 迭代器模式。
• 目的：提供一種順序遍歷聚合對(duì)象元素，而不暴露其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的方法。

以上定義來之設(shè)計(jì)模式之美

解析圖：

• Aggregate(抽象容器)：負(fù)責(zé)提供創(chuàng)建具體迭代器角色的接口，對(duì)應(yīng)于java.util.Collection接口。
• Iterator(抽象迭代器)：迭代器的抽象類，它定義遍歷容器對(duì)象的操作以及返回對(duì)象的操作
• ConcreteAggregate(具體容器)：主要是可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部不同的結(jié)構(gòu)。但會(huì)暴露處理遍歷容器的具體迭代器。
• ConcreteIterator(具體迭代器)：處理特定的具體容器類的具體迭代器，實(shí)際上對(duì)于每個(gè)容器具體容器，都必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的迭代器。

整個(gè)圖看起來其實(shí)就兩個(gè)東西，一個(gè)容器，一個(gè)迭代器。

代碼實(shí)現(xiàn)

這次就不舉列了。直接手寫一個(gè)迭代器，我們?cè)贉y試一下。

主要還是理解迭代器到底是干嘛用的：

• 能在不暴露集合底層表現(xiàn)形式 (列表、 棧和樹等) 的情況下遍歷集合中所有的元素

話不多說，還是直接上手?jǐn)]代碼

public interface Aggregate { 
    // 添加元素 
    void add(Object object); 
 
    // 移除元素 
    void remove(Object object); 
 
    // 迭代器 
    Iterator iterator(); 
} 

按照上面的類圖，先是創(chuàng)建抽象容器，定義幾個(gè)基本添加刪除元素方法，以及迭代器

public interface Iterator<E> { 
    // 判斷容器是否有值 
    boolean hasNext(); 
 
    // 把游標(biāo)執(zhí)向下一個(gè)指針 
    void next(); 
 
    // 當(dāng)前遍歷的數(shù)據(jù) 
    E currentItem(); 
} 

其次 再試創(chuàng)建抽象迭代器，遍歷容器中的數(shù)據(jù)

public class ConcreteAggregate implements Aggregate { 
    private ArrayList arrayList = new ArrayList(); 
 
    @Override 
    public void add(Object object) { 
        this.arrayList.add(object); 
    } 
 
    @Override 
    public void remove(Object object) { 
        this.arrayList.remove(object); 
    } 
 
    @Override 
    public Iterator iterator() { 
        return new ConcreteIterator(this.arrayList); 
    } 
} 

開始定義我們具體的容器了，內(nèi)部定一個(gè)ArrayList容器，用來存放數(shù)據(jù)，當(dāng)然這里大家也可以改成其他的容器 比如說用Vector 或者其他的 棧、 樹、 圖 等

public class ConcreteIterator<E> implements Iterator<E> { 
 
    private int cursor; // 游標(biāo) 
    private ArrayList arrayList; 
 
    public ConcreteIterator(ArrayList arrayList) { 
        this.cursor = 0; 
        this.arrayList = arrayList; 
    } 
 
    @Override 
    public boolean hasNext() { 
        if (this.cursor == this.arrayList.size()) { 
            return false; 
        } 
        return true; 
    } 
 
    @Override 
    public void next() { 
        cursor++; 
        System.out.println(cursor + "   cursor"); 
    } 
 
    @Override 
    public E currentItem() { 
        if (cursor >= arrayList.size()) { 
            throw new NoSuchElementException(); 
        } 
        E e = (E) arrayList.get(cursor); 
        this.next(); 
        return e; 
    } 
   
   // 測試demo 
    public static void main(String[] args) { 
        Aggregate aggregate = new ConcreteAggregate(); 
        aggregate.add("java"); 
        aggregate.add("c++"); 
        aggregate.add("php"); 
        aggregate.add("敖丙"); 
 
        Iterator iterator = aggregate.iterator(); 
        while (iterator.hasNext()) { 
            System.out.println(iterator.currentItem()); 
        } 
      // 結(jié)果：1    java 
      //      2     c++ 
      //      3     php 
      //      4     敖丙 
    } 
} 

最后就是實(shí)現(xiàn)具體的迭代器了， 在currentItem里面根據(jù)遍歷的游標(biāo)，獲取數(shù)組里面的值

同時(shí)在main方法里面就是測試demo了，以上就是簡單的手?jǐn)]迭代器了。

這里面我們其實(shí)還可以有其它的各種特別的玩法，比如說怎么實(shí)現(xiàn)暫停遍歷等，只有了解內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，我們才能改造出符合當(dāng)前所需要的業(yè)務(wù)代碼。

Java中的迭代器

在Java的中也有迭代器，java.util.Iterator類以及java.util.Collection，就是典型的迭代器喝容器的列子，接下來看看具體的源碼

當(dāng)next沒有值的時(shí)候則會(huì)拋出NoSuchElementException異常信息，上面的手?jǐn)]異常也是根據(jù)這個(gè)來的

在Java中 常見的 List、Set、Queue都是extend Collection(容器)，而Collection又定義迭代器Iterator，這就是能直接使用的原因了。

Java集合分析

上面我們看完了Java中的迭代器，不知道，大家注意了沒有，我們?cè)谑褂玫鞯臅r(shí)候是不能再對(duì)集合進(jìn)行增減操作的，否則就會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常

那么問題來了，為什么會(huì)有這個(gè)異常信息呢?

看過ArrayList源碼的同學(xué)都知道底層是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)組結(jié)構(gòu)的，所以我們看下接下來圖結(jié)構(gòu)

假設(shè)現(xiàn)在開始在遍歷當(dāng)前這個(gè)數(shù)組，當(dāng)從第一步執(zhí)行到第二步，都是正常運(yùn)行的，假設(shè)現(xiàn)在執(zhí)行完第二步，開始走第三步時(shí)

刪除 java這個(gè)元素，數(shù)組為了保持存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的連續(xù)性，當(dāng)刪除java數(shù)據(jù)時(shí)，是會(huì)發(fā)生數(shù)組元素的遷移的。所以正常步驟3應(yīng)該是遍歷到aobing元素的變成當(dāng)前數(shù)組元素已經(jīng)是ao bing了。

導(dǎo)致了數(shù)組會(huì)發(fā)生ao bing沒有遍歷到，因?yàn)閿?shù)據(jù)遷移而丟失了。

同樣的假設(shè)在后面添加元素按照向后遷移，還能遍歷到，那如過插入的數(shù)據(jù)是在已經(jīng)遍歷的之前呢?

這樣整個(gè)遍歷就變成不可預(yù)估了。

public static void main(String[] args) { 
      List<String> aggregate = new ArrayList(); 
      aggregate.add("java"); 
      aggregate.add("c++"); 
      aggregate.add("php"); 
      aggregate.add("敖丙"); 
      Iterator<String> iterator = aggregate.iterator(); 
      while (iterator.hasNext()) { 
          iterator.remove(); // 添加這行代碼 java.lang.IllegalStateException 
          System.out.println(iterator.next()); 
          iterator.remove(); // 正常 
      } 
  } 

再來看這個(gè)測試demo，同樣都是調(diào)用remove方法，不同的地方結(jié)果不一樣，這也就是剛好印證上面的圖體現(xiàn)的問題，所以要解決這個(gè)問題，要么就是遍歷的時(shí)候不允許增刪元素，要么是增刪元素之后讓遍歷報(bào)錯(cuò)。

通過上面的列子已經(jīng)了解了迭代器的原理以及實(shí)現(xiàn)，大家可以根據(jù)自己所需要的場景改造迭代器，很多公司的一些自己的框架或者工具類等等都是通過現(xiàn)有框架源碼進(jìn)行改造而來。

迭代器的優(yōu)點(diǎn)：

• 迭代器模式封裝集合內(nèi)部的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不用關(guān)心需要遍歷的對(duì)象。
• 符合單一職責(zé)原則以及開閉原則
• 可以對(duì)遍歷進(jìn)行把控暫?；蛘呃^續(xù)

總結(jié)

迭代器設(shè)計(jì)模式在我們業(yè)務(wù)場景中自己寫的代碼中 我個(gè)人是覺得比較少見的，至少到目前我還沒有怎么發(fā)現(xiàn)有好的業(yè)務(wù)場景可以用這個(gè)模式，所以這里我就不給大家舉例業(yè)務(wù)代碼改造了。(畢竟不能因?yàn)樵O(shè)計(jì)模式而強(qiáng)行設(shè)計(jì))

跟大家分享迭代器主要是想讓大家了解Java集合遍歷怎么實(shí)現(xiàn)的，方便我們提升自己以后的看源碼的能力，以及提升自己的設(shè)計(jì)能力。

后面就再跟大家再聊聊動(dòng)態(tài)代理設(shè)計(jì)模式，就不會(huì)再詳細(xì)講了其他的模式了，因?yàn)楸旧聿辉趺闯Ｒ姡鳛榱私膺€是會(huì)和大家做一個(gè)總結(jié)分享。

今天的迭代器模式到此結(jié)束，我是敖丙，你知道的越多，你不知道的越多，我們下期見!!!