行為篇-迭代器模式-創(chuàng)新互聯(lián)

文章目錄
  • 前言
  • 一、物以類聚
  • 二、遍歷標(biāo)準(zhǔn)化
  • 三、手寫迭代器
    • 1.定義迭代器
    • 2.行車記錄儀類
    • 3.客戶端類
  • 總結(jié)

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前言

迭代，在程序中特指對(duì)某集合中各元素逐個(gè)取用的行為。迭代器模式(Iterator)提供了一種機(jī)制來按順序訪問集合中的各元素，而不需要知道集合內(nèi)部的構(gòu)造。換句話講，迭代器滿足了對(duì)集合迭代的需求，并向外部提供了一種統(tǒng)一的迭代方式，而不必暴露集合的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

提示：以下是本篇文章正文內(nèi)容，下面案例可供參考

一、物以類聚

迭代的過程是基于一系列數(shù)據(jù)展開的，所以集合是不得不提的概念。物以類聚，集合是由一個(gè)或多個(gè)確定的元素構(gòu)成的整體，其實(shí)就是把一系列類似的元素按某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集結(jié)起來，作為一個(gè)整體來引用，以便于維護(hù)。簡單來講，可以把集合理解為“一堆”或者“一群”類似的元素集結(jié)起來的整體。為了承載不同的數(shù)據(jù)形式，集合類提供了多種多樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如我們常用的ArrayList、HashSet、HashMap等，

每種集合都有不同的特性，可以滿足對(duì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的承載需求。有了集合才會(huì)產(chǎn)生對(duì)其迭代的需求，而每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的迭代方式又不盡相同，所以，定義標(biāo)準(zhǔn)化的迭代器勢(shì)在必行，以提供統(tǒng)一、通用的使用方法。

二、遍歷標(biāo)準(zhǔn)化

不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要不同的集合類，而針對(duì)不同的集合類的迭代方式也不盡相同，如for、foreach、while，甚至Java8引入的流式遍歷等。舉個(gè)例子，我們可以使用傳統(tǒng)的for循環(huán)對(duì)List集合進(jìn)行迭代遍歷，而對(duì)于Set集合，for循環(huán)就無能為力了，這是因?yàn)镾et本身集合不存在index索引號(hào)，所以必須用foreach循環(huán)（迭代器Iterator）進(jìn)行遍歷。難道就沒有一種通用的迭代標(biāo)準(zhǔn)，能讓調(diào)用者使用統(tǒng)一的方式進(jìn)行遍歷嗎？如果我們深究源碼就會(huì)發(fā)現(xiàn)，Collection接口中有這樣一個(gè)接口。

Collection接口的一段源碼，可以看到其明確聲明了獲取迭代器的接口iterator()，通過調(diào)用這個(gè)接口就可以返回標(biāo)準(zhǔn)的迭代器對(duì)象。既然有了這種標(biāo)準(zhǔn)，那么Collection這集合類就可以實(shí)現(xiàn)自己的迭代器。而Map集合也可以按照同樣的方式，從其EntrySet中獲取迭代器?？梢?，標(biāo)準(zhǔn)化的迭代器其實(shí)已經(jīng)被各種集合類實(shí)現(xiàn)了，否則用戶就無法站在Collection接口的抽象高度上對(duì)任何集合進(jìn)行統(tǒng)一遍歷。

三、手寫迭代器

汽車前擋風(fēng)玻璃上安裝了一臺(tái)行車記錄儀，它最主要的一項(xiàng)功能就是記錄行駛路途中所拍攝的視頻信息，以防發(fā)生交通事故后作為證據(jù)之用。我們知道，行車記錄儀所記錄下來的視頻文件是比較大的，同時(shí)其存儲(chǔ)空間又是有限的，那么它是怎樣確保一直不間斷地錄制視頻，并且存儲(chǔ)空間不被占滿呢？這就需要我們深究其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了。

其實(shí)，行車記錄儀的視頻錄制存盤操作有循環(huán)覆寫的特性，待空間不夠用時(shí)，新錄的視頻就會(huì)覆蓋最早的視頻，以首尾相接的環(huán)形結(jié)構(gòu)來解決存儲(chǔ)空間有限的問題。

1.定義迭代器
public interface Iterator{//返回下一個(gè)元素
    E next();
    //是否還有下一個(gè)元素
    boolean hasNext();
}
2.行車記錄儀類
public class DrivingRecorder{private int index = -1;//當(dāng)前記錄的位置
    private String[] records = new String[10]; //假設(shè)只能記錄10條視頻

    public void append(String record){//索引重置，從頭覆蓋
        if(index == 9 ){index = 0;
        }else {index++;
        }
        records[index] = record;
    }


    public Iteratoriterator() {return new Itr();
    }

    private class Itr implements Iterator{int cursor = index;//迭代器游標(biāo)，不破及原始集合索引
        int loopCount = 0;

        @Override
        public String next() {int i = cursor;
            if(cursor == 0){cursor = 9;
            }else {cursor--;
            }
            loopCount++;
            return  records[i];
        }

        @Override
        public boolean hasNext() {return loopCount< 10;
        }
    }
}
3.客戶端類
public class Client {public static void main(String[] args) {DrivingRecorder dr = new DrivingRecorder();
        for (int i = 0; i< 12; i++) {dr.append("視頻_" + i);
        }
        ListuStorage = new ArrayList<>();
        Iterator it = dr.iterator();
        while (it.hasNext()){String video = (String) it.next();
            System.out.println(video);
            if("視頻_10".equals(video) || "視頻_8".equals(video)){uStorage.add(video);
            }
        }
        System.out.println("事故證據(jù)" + uStorage);
    }
}

輸出結(jié)果：
視頻_11
視頻_10
視頻_9
視頻_8
視頻_7
視頻_6
視頻_5
視頻_4
視頻_3
視頻_2
事故證據(jù)[視頻_10, 視頻_8]

說明：

  1. 至此，我們實(shí)現(xiàn)的迭代器已經(jīng)基本完成，用戶不但可以使用Iterator進(jìn)行迭代，而且foreach循環(huán)也得到了支持，用戶再也不必為捉摸不定的迭代方式而犯愁了。當(dāng)然，為保持簡單，我們并沒有實(shí)現(xiàn)迭代器的所有功能接口，例如對(duì)remove()功能接口的實(shí)現(xiàn)，利用這個(gè)接口用戶便可以刪除視頻記錄了。讀者可以在此基礎(chǔ)上繼續(xù)代碼實(shí)踐，需要注意的是對(duì)迭代器游標(biāo)的控制。
總結(jié)

提示：這里對(duì)文章進(jìn)行總結(jié)：

  1. 為了完成對(duì)各種集合類的遍歷，我們定義了統(tǒng)一的迭代器接口Iterator，基于此我們讓集合以內(nèi)部類的方式實(shí)現(xiàn)其特有的迭代邏輯，再將自己標(biāo)記為Iterable并返回迭代器實(shí)例，以證明自己是具備迭代能力的。具體的集合內(nèi)部結(jié)構(gòu)與迭代邏輯對(duì)于客戶端這個(gè)“局外人”是透明的，客戶端只需要知道這個(gè)集合是可以迭代的，并向集合發(fā)起迭代請(qǐng)求以獲取迭代器即可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)方式的遍歷了。

  2. 迭代器模式的各角色定義如下：

  • ConcreteAggregate（集合實(shí)現(xiàn)）：實(shí)現(xiàn)集合接口Aggregate的具體集合類，可以實(shí)例化并返回一個(gè)迭代器以供外部使用。對(duì)應(yīng)本章例程中的行車記錄儀類DrivingRecorder。
  • Iterator（迭代器接口）：迭代器的接口標(biāo)準(zhǔn)，定義了進(jìn)行迭代操作所需的一些方法，如next()、hasNext()等。
  • ConcreteIterator（迭代器實(shí)現(xiàn)）：迭代器接口Iterator的具體實(shí)現(xiàn)類，記錄迭代狀態(tài)并對(duì)外部提供所有迭代器功能的實(shí)現(xiàn)。
  • Client（客戶端）：集合數(shù)據(jù)的使用者，需要從集合獲取迭代器再進(jìn)行遍歷。

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新聞名稱：行為篇-迭代器模式-創(chuàng)新互聯(lián)
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