From Gossip@caterpillar

Design Pattern: Iterator 模式

在Java中提供有ArrayList類，您可以用它來設計一個動態的物件陣列，並在適當的時候取出陣列中的物件，假設今天您要循序的訪問ArrayList中的所有物件，則您可能採取這樣的方式：

Main.java

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List arrayList = new ArrayList();

        for(int i = 0; i < 10; i++) 
            arrayList.add("Test " + i);

        for(int i = 0; i < 10; i++) 
            System.out.println(arrayList.get(i).toString()); 
    } 
}

在這個例子中，很幸運的，您的ArrayList物件可以透過get()方法，使用索引加上迴圈的方式來循序訪問 ArrayList中的所有物件，不過並不是每一個聚合（aggregate）物件的內部實作都會是有索引結構的，也許是key/value的方式，或者是其它的方式。

由於每個聚合物件的內部實作方式不盡相同，如果您想要循序的訪問聚合物件中所有的物件，您要為不同的聚合物件設計不同的循序訪問介面，然而這並不是個好方法，結果是您設計的聚合物件上將會有很多的循序訪問方法，而使用您的聚合物件的人，還必須知道這個聚合物件的類型，才能進一步知道如何使用它所提供的方法。

與其在聚合物件上直接設計遍訪的介面，不如設計一個介面Iterator，上面設計有統一的循序訪問，當您想要循序訪問聚合物件中的物件時，將聚合物件中的物件加以包裝為一個Iterator後返回，客戶端只要面對Iterator所提供的介面，而不用面對為數眾多的聚合物件。

採取迭代器（Iterator）的方法，一個迭代器提供一個特定的遍訪方法，而使得設計人員無需關心聚合物件的類型（可能是ArrayList或 LinkedList等），例如上面這個程式可以改為：

Main.java

import java.util.*;

public class Main { 
    public static void main(String[] args) { 
        List arrayList = new ArrayList();
        for(int i = 0; i < 10; i++) 
            arrayList.add("Test " +i);
        visit(arrayList.iterator()); 
    }

    public static visit(Iterator iterator) {
        while(iterator.hasNext()) 
            System.out.println(iterator.next().toString()); 
    }
}

如上所示的，iterator()方法會傳回一個Iterator物件，這個物件提供的循序訪問的統一介面，如果您查詢 Java API中的LinkedList所提供的方法，您會發現它的iterator()方法同樣也傳回Iterator物件，您無需關心您所使用的是 ArrayList或LinkedList，使用Iterator可以讓您以相同的方法來遍訪聚合物件的內容，以上例來說，visit()方法就可以重用，它不特地服務於ArrayList或LinkedList。

意這個模型是簡化過後的版本，並不是Java中的設計，這麼作只是為了方便說明，這個圖形說明了Iterator模式的基本結構。再來看另一個在 Thinking in Java的例子，可以說明使用Iterator的好處：

HamsterMaze.java

import java.util.*; 

class Hamster { 
    private int hamsterNumber; 
    Hamster(int i) { hamsterNumber = i; } 
    public String toString() { 
        return "This is Hamster #" + hamsterNumber; 
    } 
} 

class Printer { 
    static void printAll(Iterator e) { 
        while(e.hasNext()) {
            System.out.println(e.next()); 
        }
    } 
} 

public class HamsterMaze { 
    public static void main(String[] args) { 
        ArrayList v = new ArrayList(); 
        for(int i = 0; i < 3; i++) {
            v.add(new Hamster(i)); 
        }
        Printer.printAll(v.iterator()); 
    } 
}

對於Printer物件來說，它完全不用知道聚合物件的類型到底是ArrayList或是LinkedList，您只要傳回Iterator物件就可以了，剩下的就是使用Iterator物件所提供的循序訪問方法來訪問所有的物件。

Iterator模式的 UML 結構圖如下所示：

使用Iterator模式，可以將循序訪問聚合對象的方法從該對象中分離出來，從而使得聚合對象的設計單純化，對客戶來說，他所要知道的是所使用的 Iterator而不是聚合對象的類型。