设计模式-iterator(�q�代�?

Tue, 29 Apr 2008 03:42:00 GMT

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设计模式-iterator(�q�代�?

一�?引言

　　�q�代�q�个名词对于熟悉Java的�h来说�l�对不陌生。我们常�怋�用JDK提供的�P代接口进行java collection的遍历：

Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
　//using “it.next();”do some businesss logic
}

而这��是关于�q�代器模式应用很好的例子�?br />
　　二�?定义与结�?/strong>

　　�q�代器（Iterator�Q�模式，又叫做游标（Cursor�Q�模式。GOF�l�出的定义�ؓ�Q�提供一�U�方法访问一个容器（container�Q�对象中各个元素�Q�而又不需暴露该对象的内部�l�节�?br />
　　从定义可见，�q�代器模式是为容器而生。很明显�Q�对容器对象的访问必然涉及到遍历��法。你可以一股脑的将遍历�Ҏ��塞到容器对象中去�Q�或者根本不��L��供什么遍历算法，让��用容器的��己去实现��d��。这两种情况好像都能够解决问题�?br />
　　然而在前一�U�情况，容器承受了过多的功能�Q�它不仅要负责自�?#8220;容器”内的元素�l�护�Q�添加、删除等�{�）�Q�而且�q�要提供遍历自��n的接口；而且�׃��遍历状态保存的问题�Q�不能对同一个容器对象同时进行多个遍历。第二种方式倒是省事�Q�却又将容器的内部细节暴露无遗�?br />
　　而�P代器模式的出玎ͼ�很好的解决了上面两种情况的弊端。先来看下�P代器模式的真面目吧�?

　　�q�代器模式由以下角色�l�成�Q?br />
　　1) �q�代器角�Ԍ��Iterator�Q�：�q�代器角色负责定义访问和遍历元素的接口�?br />
　　2) 具体�q�代器角�Ԍ��Concrete Iterator�Q�：具体�q�代器角色要实现�q�代器接口，�q�要记录遍历中的当前位置�?br />
　　3) 容器角色�Q�Container�Q�：容器角色负责提供创徏具体�q�代器角色的接口�?br />
　　4) 具体容器角色�Q�Concrete Container�Q�：具体容器角色实现创徏具体�q�代器角色的接口——这个具体�P代器角色于该容器的结构相兟�?br />
　　�q�代器模式的�c�d��如下�Q?br />

　　从结构上可以看出�Q��P代器模式在客户与容器之间加入了�P代器角色。�P代器角色的加入，��可以很好的避免容器内部�l�节的暴�Ԍ��而且也��得设计符�?#8220;单一职责原则”�?br />
　　注意�Q�在�q�代器模式中�Q�具体�P代器角色和具体容器角色是耦合在一��L��——遍历算法是与容器的内部�l�节紧密相关的。�ؓ了��客户�E�序从与具体�q�代器角色耦合的困境中��q��出来�Q�避免具体�P代器角色的更换给客户�E�序带来的修改，�q�代器模式抽象了具体�q�代器角�Ԍ��使得客户�E�序更具一般性和重用性。这被称为多态�P代�?br />
　　三�?举例

　　�׃��q�代器模式本�w�的规定比较松散�Q�所以具体实��C��׃��花八门。我们在此仅举一例，�Ҏ��不能��实现方式一一呈现。因此在举例前，我们先来列�D下�P代器模式的实现方式�?

　　1�Q��P代器角色定义了遍历的接口�Q�但是没有规定由谁来控制�q�代。在Java collection的应用中�Q�是由客��L��序来控制遍历的进�E�，被称为外部�P代器�Q�还有一�U�实现方式便是由�q�代器自�w�来控制�q�代�Q�被�U�Cؓ内部�q�代器。外部�P代器要比内部�q�代器灵�z�R��强大，而且内部�q�代器在java语言环境中，可用性很弱�?br />
　　2�Q�在�q�代器模式中没有规定谁来实现遍历��法。好像理所当然的要在�P代器角色中实现。因为既便于一个容器上使用不同的遍历算法，也便于将一�U�遍历算法应用于不同的容器。但是这样就破坏掉了容器的封装——容器角色就要公开自己的私有属性，在java中便意味着向其他类公开了自��q��U�有属性�?br />
　　那我们把它放到容器角色里来实现好了。这栯��P代器角色��p��架空��Z��仅存放一个遍历当前位�|�的功能。但是遍历算法便和特定的容器紧紧�l�在一起了�?br />
　　而在Java Collection的应用中�Q�提供的具体�q�代器角色是定义在容器角色中的内部类。这样便保护了容器的��装。但是同时容器也提供了遍历算法接口，你可以扩展自��q��q�代器�?br />
　　好了�Q�我们来看下Java Collection中的�q�代器是怎么实现的吧�?br />
//�q�代器角�Ԍ��仅仅定义了遍历接�?/span>

public interface Iterator {
　boolean hasNext();
　Object next();
　void remove();
}

//容器角色�Q�这里以List��Z��。它也仅仅是一个接口，��׃��|�列出来�?br /> //具体容器角色�Q�便是实��C��List接口的ArrayList�{�类。�ؓ了突出重点这里指�|�列和�P代器相关的内�?br /> //具体�q�代器角�Ԍ��它是以内部类的�Ş式出来的。AbstractList是�ؓ了将各个具体容器角色的公共部分提取出来而存在的�?/span>

public abstract class AbstractList extends AbstractCollection implements List {
……
//�q�个便是负责创徏具体�q�代器角色的工厂�Ҏ��
public Iterator iterator() {
　return new Itr();
}

//作�ؓ内部�cȝ��具体�q�代器角�?/span>

private class Itr implements Iterator {
　int cursor = 0;
　int lastRet = -1;
　int expectedModCount = modCount;

　public boolean hasNext() {
　　return cursor != size();
　}

　public Object next() {
　　checkForComodification();
　　try {
　　　Object next = get(cursor);
　　　lastRet = cursor++;
　　　return next;
　　} catch(IndexOutOfBoundsException e) {
　　　checkForComodification();
　　　throw new NoSuchElementException();
　　}
　}

　public void remove() {
　　if (lastRet == -1)
　　　throw new IllegalStateException();
　　　checkForComodification();

　　try {
　　　AbstractList.this.remove(lastRet);
　　　if (lastRet < cursor)
　　　　cursor--;
　　　lastRet = -1;
　　　expectedModCount = modCount;
　　} catch(IndexOutOfBoundsException e) {
　　　throw new ConcurrentModificationException();
　　}
　}

　final void checkForComodification() {
　　if (modCount != expectedModCount)
　　　throw new ConcurrentModificationException();
　}
}

至于�q�代器模式的使用。正如引�a�中所列那��P��客户�E�序要先得到具体容器角色�Q�然后再通过具体容器角色得到具体�q�代器角艌Ӏ�这样便可以使用具体�q�代器角色来遍历容器�?#8230;…

　　四�?实现自己的�P代器

　　在实现自��q��q�代器的时候，一般要操作的容器有支持的接口才可以。而且我们�q�要注意以下问题�Q?

　　在�P代器遍历的过�E�中�Q�通过该�P代器�q�行容器元素的增减操作是否安全呢�Q?br />
　　在容器中存在复合对象的情况，�q�代器怎样才能支持深层遍历和多�U�遍历呢�Q?br />
　　以上两个问题对于不同�l�构的容器角�Ԍ��各不相同�Q�值得考虑�?br />
　　五�?适用情况

　　�׃��面的讲述�Q�我们可以看��P代器模式�l�容器的应用带来以下好处�Q?br />
　　1) 支持以不同的方式遍历一个容器角艌Ӏ�根据实现方式的不同�Q�效果上会有差别�?br />
　　2) ��化了容器的接口。但是在java Collection中�ؓ了提高可扩展性，容器�q�是提供了遍历的接口�?br />
　　3) 对同一个容器对象，可以同时�q�行多个遍历。因为遍历状态是保存在每一个�P代器对象中的�?br />
　　由此也能得出�q�代器模式的适用范围�Q?br />
　　1) 讉K��一个容器对象的内容而无需暴露它的内部表示�?br />
　　2) 支持对容器对象的多种遍历�?br />
　　3) 为遍历不同的容器�l�构提供一个统一的接口（多态�P代）�?br />
　　六�?�ȝ��

　　�q�代器模式在我们的应用中很广泛，希望本文能帮助你理解它。如有不对之处，�q�请不吝指正�?

�U�R��?/a> 2008-04-29 11:42 发表评论

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