java集合类中的迭代器模式

不说模式的问题,看一个<<设计模式之禅>>里面的例子。
老板要看到公司了各个项目的情况。(我知道我这个概述很让人头大,看代码吧)

示例程序

v1

package Iterator;/*** @author cbf4Life cbf4life@126.com* 定义一个接口，所有的项目都是一个接口*/
public interface IProject {//从老板这里看到的就是项目信息public String getProjectInfo();
}
package Iterator;/*** @author cbf4Life cbf4life@126.com* 所有项目的信息类*/
public class Project implements IProject {//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;//定义一个构造函数，把所有老板需要看到的信息存储起来public 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;}//得到项目的信息public String getProjectInfo() {String info = "";//获得项目的名称info = info+ "项目名称是：" + 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;}}package Iterator;import java.util.ArrayList;/*** @author cbf4Life cbf4life@126.com* 老板来看项目信息了*/
public class Boss {public static void main(String[] args) {//定义一个List，存放所有的项目对象ArrayList<IProject> projectList = new ArrayList<IProject>();//增加星球大战项目projectList.add(new Project("星球大战项目",10,10));//增加扭转时空项目projectList.add(new Project("扭转时空项目",100,1000));//增加超人改造项目projectList.add(new Project("超人改造项目",10000,100000));//这边100个项目for(int i=4;i<10;i++)projectList.add(new Project("第"+i+"个项目",i*5,i*100));        //遍历一下ArrayList，把所有的数据都取出for(IProject project:projectList)System.out.println(project.getProjectInfo());}
}

类图如下:

实在太简单了,没什么说的。
不过现在,我想提几个问题。
多个对象聚在一起形成的总体叫做聚集(Aggregate)。在java中就是实现了Collection接口的那些类。我们在学习c的时候就接触的数组就是最最基本的聚集,在java中,数组也是其他聚集类型的设计基础。
从1.2版本开始java就提供了多种聚集,Vector,ArrayList,Stack,LinkList,HashSet,TreeSet,HashMap,TreeMap等等。
数组,堆栈,散列表有多种存储结构,如果我不想有数组来存储工程信息了要换成散列表,上面的代码就得大改(其实,我得承认这个假设本身就有问题,很少会有人没事闲得慌改存储结构,我们只是举个例子,引出我们下面要说的问题)
我们希望,java中的各种聚集都能提供一种"迭代"的功能。
ok 看我们的下个版本

从图中能看到,我们已经使用了jdk提供的迭代器相关模块。

v2

public interface Iterable<T> {Iterator<T> iterator();
}

Iterable接口,任何能"具有迭代"功能的聚集都要实现这个接口,它也只有一个方法,返回聚集的迭代器。

public interface Iterator<E> {boolean hasNext();E next();void remove();
}

Iterator接口,就是具体的迭代器。
大家在理解迭代器模式的时候,不妨这样想,一个聚集能够遍历自身,之前是因为我们用for循环依次取出每个元素,现在引入了模式后,遍历的功能就交给迭代器这个类(接口)了。
现在看代码

package iterator.v2;import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;/*** @author cbf4Life cbf4life@126.com* 定义一个迭代器*/
public class ProjectIterator implements Iterator<Object>{//所有的项目都放在这里ArrayList中private ArrayList<IProject> projectList = new ArrayList<IProject>();private int currentItem = 0;//构造函数出入projectListpublic ProjectIterator(ArrayList<IProject> projectList){this.projectList = projectList;}//判断是否还有元素，必须实现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public IProject next() {return (IProject)this.projectList.get(this.currentItem++);}//删除一个对象public void remove() {//暂时没有使用到}}
package iterator.v2;import java.util.Iterator;/*** @author cbf4Life cbf4life@126.com* 定义一个接口，所有的项目都是一个接口*/
public interface IProject  extends Iterable<Object>{//增加项目public void add(String name,int num,int cost);//从老板这里看到的就是项目信息public String getProjectInfo();    public Iterator<Object> iterator();
}
package iterator.v2;import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;/*** @author cbf4Life cbf4life@126.com* 所有项目的信息类*/
@SuppressWarnings("all")
public class Project implements IProject {//定义一个项目列表，说有的项目都放在这里private ArrayList<IProject> projectList = new ArrayList<IProject>();//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private Project(String name,int num,int cost){...}//增加项目public void add(String name,int num,int cost){this.projectList.add(new Project(name,num,cost));}//得到项目的信息public String getProjectInfo() {...}//产生一个遍历对象public Iterator<Object> iterator(){return new ProjectIterator(this.projectList);}}
package iterator.v2;/*** @author cbf4Life cbf4life@126.com* 老板来看项目信息了*/
public class Boss {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ddddd",10,100);//增加扭转时空项目project.add("扭转时空项目",100,10000);//增加超人改造项目project.add("超人改造项目",10000,1000000);//这边100个项目for(int i=4;i<14;i++){project.add("第"+i+"个项目",i*5,i*1000);}//遍历一下ArrayList，把所有的数据都取出ProjectIterator projectIterator = (ProjectIterator) project.iterator();while(projectIterator.hasNext()){IProject p = (IProject)projectIterator.next();System.out.println(p.getProjectInfo());}}
}

迭代器模式的通用类图

图里面的具体迭代器与具体聚集之间的关系有点意思,这一点希望大家多看看代码。
另一方面,我们也可以把ProjectIterator作为内部类放置在projcet类里,这样迭代器就能直接访问到projectList。
后面我们这样改了之后再boss类里面
ProjectIterator projectIterator = (ProjectIterator) project.iterator();
代码依然可以用,这就是创建与使用分离的好处,也就是工厂模式的好处。

jdk的迭代器模式在聚集中的应用

uml图

在AbstractList中有以下两个方法

    public ListIterator<E> listIterator() {return new ListItr(0);}public Iterator<E> iterator() {return new Itr();}

不管是上面的uml图还是下面的代码,大家现在心里一定有个问题,ListItr与Itr是怎么回事。

其实我们只要看看AbstractList的源代码就能明白:Iterator接口里面的方法实在是太少了,hasNext,next,remove就三个方法;从遍历上来说也就是正向遍历,我要是想逆向遍历一下怎么办?ListItr就有这个功能
下面再看一段代码:

import java.util.*;public class IteratorDemo {public static void process(Collection c) {Iterator i = c.iterator(); //创建迭代器对象//通过迭代器遍历聚合对象while(i.hasNext()) {System.out.println(i.next().toString());}}public static void main(String args[]) {Collection persons;persons = new ArrayList(); //创建一个ArrayList类型的聚合对象persons.add("张无忌");persons.add("小龙女");persons.add("令狐冲");persons.add("韦小宝");persons.add("袁紫衣");persons.add("小龙女");process(persons);}
}

我们现在是用ArrayList来存储数据,要是想换成HashSet很简单,也就
persons = new HashSet<String>(); //创建一个ArrayList类型的聚合对象
一行代码的事。

下面还有一个问题,一个班级(Class in School)包含多个学生(Student)，使用Java内置迭代器实现对学生信息的遍历，要求按学生年龄由大到小的次序输出学生信息。
怎么做,这个咱们下一节来讨论。

参考资料

java与模式
设计模式之禅第二十章迭代器模式
http://blog.csdn.net/lovelion/article/details/9992005 遍历聚合对象中的元素——迭代器模式 (很多资料都是参考自刘伟老师的博客)