python中的迭代器模式的作用是什么

本篇內容主要講解“python中的迭代器模式的作用是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“python中的迭代器模式的作用是什么”吧!

（一）什么是迭代器模式

迭代器模式應該是23種設計模式中，程序員最容易理解的設計模式了，因為迭代器模式在日常的開發(fā)過程中經常使用到。以最常見的循環(huán)為例：

for(int i=0;i<arr.length;i++){
    System.out.print(arr[i]);
}

上面的這段代碼通過循環(huán)逐一將arr的下標加1，從而實現(xiàn)了遍歷數(shù)組的功能。

 但是通過循環(huán)實現(xiàn)遍歷的話依賴于集合對象內部，因此就有了一種能順序訪問集合對象中各個元素，又無需依賴對象內部表示的設計模式--迭代器模式。

（二）迭代器模式中的角色

迭代器模式中的角色主要有4種：

1、迭代器接口（Iterator）：定義訪問和遍歷集合元素的接口，一般包含next()和hasNext()方法。

2、具體迭代器（ConcreteIterator）：該角色用于實現(xiàn)迭代器接口，迭代器的核心遍歷邏輯在這里實現(xiàn)。

3、集合接口（Aggregate）：集合接口定義了創(chuàng)建迭代器的接口方法，內部定義了iterator方法。

4、具體集合（ConcreteAggregate）：該角色用于實現(xiàn)集合接口，他會創(chuàng)建出具體的Iterator角色。

看到這里如果你覺得比較疑惑不要緊，下面會通過代碼的方式來加深理解。

（三）迭代器模式的代碼實現(xiàn)

首先說一下這段代碼的場景，定義了一個教室的類，又定義了學生的類，實現(xiàn)遍歷教室中學生的功能。

代碼列表如下：

interface Aggregate：集合接口
interface Iterator：迭代器接口
class Classroom：教室類，實現(xiàn)集合接口，屬于具體的集合
class ClassroomIterator：教室迭代器，實現(xiàn)迭代器接口，屬于具體的迭代器
class Student：學生類

首先把迭代器模式中的兩個接口角色定義出來：

public interface Aggregate {
    Iterator iterator();
}
 
public interface Iterator {
    boolean hasNext();
    Object next();
}

接著定義學生類：

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student {
    private String name;
}

接著定義教室類，在教室類中我們定義了Student集合，以及當前的集合長度和最大長度。同時實現(xiàn)Aggregate接口的iterator方法，這個方法將會返回一個迭代器對象。這個迭代器對象由ClassroomIterator提供

public class Classroom implements Aggregate{
    private Student[] students;
    private int length=0;
    private int maxSize;
 
    public Classroom(int maxSize){
        this.maxSize=maxSize;
        students=new Student[maxSize];
    }
 
    public Student getStudent(int index){
        return students[index];
    }
 
    public boolean addStudent(Student student){
        if (length>=maxSize){
            return false;
        }
        this.students[length]=student;
        length++;
        return true;
    }
 
    public int getLength(){
        return this.length;
    }
 
    @Override
    public Iterator iterator() {
        return new ClassroomIterator(this);
    }
}

最后就是ClassroomIterator對象了，ClassroomIterator屬于迭代器的具體實現(xiàn)，這里需要實現(xiàn)hasNext方法和next方法

public class ClassroomIterator implements Iterator{
    private Classroom classroom;
    private int index;
 
    public ClassroomIterator(Classroom classroom){
        this.classroom=classroom;
        this.index=0;
    }
    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (this.index<classroom.getLength()){
            return true;
        }
        return false;
    }
 
    @Override
    public Object next() {
        Student student = classroom.getStudent(index);
        index++;
        return student;
    }
}

最后就是使用了，通過迭代器對象，我們可以直接遍歷classroom對象：

public static void main(String[] args) {
    Classroom classroom=new Classroom(3);
    classroom.addStudent(new Student("張三"));
    classroom.addStudent(new Student("李四"));
    classroom.addStudent(new Student("王五"));
    Iterator iterator = classroom.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        Student next = (Student) iterator.next();
        System.out.println(next.getName());
    }
}

（四）迭代器模式的作用

看到這里很多人可能會有疑問，寫了一堆，用循環(huán)不是更方便嗎？迭代器模式最大的作用是將遍歷和具體的實現(xiàn)分開，以上面的測試方法為例，遍歷時我們始終只用到了iterator對象，而沒有用到classroom，這就意味著我們之后可以完全復用這段代碼實現(xiàn)遍歷。

另一方面，如果我們發(fā)現(xiàn)在classroom里使用數(shù)組存儲student，后續(xù)無法擴容，想改為List集合，這個時候我們只需要修改ClassroomIterator和Classroom這兩個具體實現(xiàn)角色即可。而不用對使用中的代碼做任何修改，就比如上面這段測試遍歷代碼不需要任何變動。如果用的是for循環(huán)或者while循環(huán)，就意味著所有用到循環(huán)的地方都需要修改代碼。

（五）迭代器模式在源碼中的應用

迭代器模式的應用我們在敲代碼時肯定都用過，迭代器模式最佳實踐就是JDK中Iterator接口的設計

public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
    default void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException("remove");
    }
    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }
}

到此，相信大家對“python中的迭代器模式的作用是什么”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！