函數語言程式設計下的Iterator模式

在模式下，Iterator模式是一個思路相對簡單的模式。
迭代器（Iterator）模式，又叫做遊標（Cursor）模式。GOF給出的定義為：提供一種方法訪問一個容器（container）物件中各個元素，而又不需暴露該物件的內部細節。
在“iluwatar/java-design-patterns”中，有一個Iterator模式例子，其類圖如下所示：

Iterator模式的關鍵就是要對外公開一個迭代器介面，該介面擁有hasNext()和next()這兩個方法，如下所示：

public interface ItemIterator {
    boolean hasNext();
    Item next();
｝

然後在迭代器的實現類裡實現這兩個方法，具體的程式碼就不再給出，請參考：一個關於Iterator模式的例子

我們知道，Iterator模式能夠實現迭代的關鍵是next()方法；而函數語言程式設計下，Stream類也有很多方法迭代的方法，如forEach和peak等，因此，我們認為實現了函子(functor)的Stream類就是一個完整的迭代器。
下面，我們使用Stream類實現“iluwatar/java-design-patterns”中的例子。
ItemType這個類還是不變：

public enum ItemType {
    ANY, WEAPON, RING, POTION
｝

Item類也不變：

public class Item {
    private ItemType type;
    private String name;
    public Item(ItemType type, String name) {
        this.setType(type);
        this.name = name;
    ｝
    @Override
    public String toString() {
        return name;
    }
    public ItemType getType() {
        return type;
    }
    public final void setType(ItemType type) {
        this.type = type;
    }
｝

變化較大的是TreasureChest類：

public class TreasureChest {
    private List<Item> items;
    public TreasureChest() {
        items = new ArrayList<>();
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of courage"));
        items.add(new Item(ItemType.RING, "Ring of shadows"));
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of wisdom"));
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of blood"));
        items.add(new Item(ItemType.WEAPON, "Sword of silver +1"));
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of rust"));
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of healing"));
        items.add(new Item(ItemType.RING, "Ring of armor"));
        items.add(new Item(ItemType.WEAPON, "Steel halberd"));
        items.add(new Item(ItemType.WEAPON, "Dagger of poison"));
    ｝
    public Stream<Item> stream()
    {
        return this.items.stream();
    }

此處輸入程式碼基於Stream類的迭代器實現起來比Iterator模式簡單多了，因為Stream類本身就實現了迭代方法。
下面，我們來看如何使用：

public class App {
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(App.class);
    public static void main(String[] args) {
        TreasureChest chest = new TreasureChest();
        chest.stream().filter(item -> item.getType() == RING).forEach(item -> LOGGER.info(item.toString()));
        LOGGER.info("----------");
        chest.stream().filter(item -> item.getType() == POTION).forEach(item -> LOGGER.info(item.toString()));
        LOGGER.info("----------");
        chest.stream().filter(item -> item.getType() == WEAPON).forEach(item -> LOGGER.info(item.toString()));
        LOGGER.info("----------");
        chest.stream().filter(item -> item.getType() != ANY).forEach(item -> LOGGER.info(item.toString()));
    }
}

可以看到，藉助於Stream類和函數語言程式設計的迭代，遠比物件導向實現Itreator模式的迭代要簡單得多，而更加靈活的函數語言程式設計實現的迭代，只需要我們掌握了函子(functor)，就可以實現。

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參考文獻：模式-Iterator模式