反覆器模式 (Iterator Pattern)

        假如你有一間早餐店，菜單用 ArrayList 存，有一間午餐店，菜單用 Array 存。今天你想把兩間餐廳合併成一間，但是馬上就遇到問題：要顯示菜單給顧客看時，要分別使用 for 來走訪 ArrayList 跟 Array，這樣造成程式維護上的困難，因為要寫兩次 for，未來要是合併另一間餐廳，又使用不同型態存菜單的話，程式碼不就又要大改? 是否有方法可以封裝重複的動作呢? 答案是可以的喔，讓我們直接看程式碼來了解怎麼做。

// 這個就是菜單的共通介面
// 為了能夠走訪所有菜色
public interface Iterator {

    // 得知是否還有更多元素
    boolean hasNext();

    // 取得下一個元素
    Object next();
}

// 只是一個簡單的介面
// 可以取得一個反覆器, 取得菜單內容
public interface Menu {

    Iterator createIterator();
}

// 以午餐店, 使用 Array 當例子
public class LunchMenuIterator implements Iterator {

    private MunuItem[] mItems;
    private int mPosition = 0; // 紀錄目前走訪的位置

    // 建構式傳入一個菜單 Array
    public LunchMenuIterator(MenuItem[] items)
    {
        mItems = items;
    }

    @Override
    public Object next()
    {
        // 傳回目前位置的元素, 並增加位置
        MenuItem menuItem = mItems[position];
        position = position + 1;
        return menuItem;
    }

    @Override
    public boolean hasNext()
    {
        // 因為是 Array, 要檢查是否超出長度
        if(position >= mItems.length || mItems[position] == null)
        {
            return false;
        }
        else
        {
            return true;
        }
    }
}

public class LunchMenu implements Menu {

    private static final int MAX_ITEMS = 6;
    MenuItem[] mMenuItems;

    // 省略建構式及其他方法...

    @Override
    public Iterator createIterator()
    {
        return new LunchMenuIterator(mMenuItems);
    }
}

        修改好菜單後，就可以來看如何使用。假設店裡的服務生的工作之一就是要給客人看菜單：

public class Waitress {

    private Menu mBreakfast;
    private Menu mLunch;

    public Waitress(Menu breakfast, Menu lunch)
    {
        mBreakfast = breakfast;
        mLunch = lunch;
    }

    public void printMenu()
    {
        Iterator breakfastIterator = mBreakfast.createIterator();
        Iterator lunchIterator = mLunch.createIterator();

        printMenu(breakfastIterator);
        printMenu(lunchIterator);
    }

    public void printMenu(Iterator iterator)
    {
        while(iterator.hasNext())
        {
            MenuItem menuItem = (MenuItem)iterator.next();
            System.out.print(menuItem.getName() + ", ");
            System.out.println(menuItem.getPrice());
        }
    }

    // 可能還有其他方法...
}

        看到這裡，可能有人有疑問，Java 中的 Collection 都有支援 Iterator，為什麼還要自己寫一個呢？在這邊只是為了要解說 Iterator 是怎麼被實作的，當然上面的程式碼也能改成實作 Java 內的 Iterator。看完程式碼後，接下來看看反覆器模式的正式定義吧：

反覆器模式讓我們能夠取得一個聚集內的每一個元素，而不需要此聚集將其實踐方式暴露出來
Provide a way to access the elements of an aggregate object sequentially without exposing its underlying representation.

        從類別圖可以看到，有一個共同的介面供所有的聚集所使用 (如 Java 中的 List)，可以讓客戶程式碼從聚合的具象類別中鬆綁。而 Iterator 就是所有反覆器都要實作的介面。Iterator 可以使用 Java 現有的，也可以自己建立。具象聚集持有一個物件的聚合，並實作一個方法，可以取出相關反覆器。具象聚集為了能傳出反覆器，要負責實體化一個具象反覆器，此反覆器能夠走訪聚集內的每個元素。

        另外值得一提的是，此模式很像之前介紹過的工廠方法模式，因為這兩個模式都是由次類別決定要建立的物件為何。

        接下來介紹一個新的設計守則，單一責任守則：

一個類別應該只有一個改變的理由。

        以這次介紹的反覆器模式來看，要是我們的聚集可以處理管理的行為，又能處理反覆的方法，這樣就有兩個理由要修改聚合程式。此守則告訴我們，盡量讓每個類別保持單一責任，就是減少改變的理由。因為類別有越多理由要修改，就越可能造成整個系統出錯。

        最後再介紹一個名詞：內聚力(cohesion)。當一個類別或模組被設計成只支援一組相關功能時，可以說它有很高的內聚力，反之就是低的內聚力。遵守單一責任守則的類別容易有高的內聚力，且比有許多責任的低內聚力類別容易維護。

參考資料:

        深入淺出設計模式(Head First Design Patterns)