반복자 패턴 (Iterator Pattern)

반복자 패턴이란?

반복자 패턴은 자세한 표현방법을 나타내지 않고, 객체 집합의 요소들을 순차적으로 접근하게 하는데 사용한다. 별도의 이터레이터 객체를 반환 받아 이를 이용해 순회하기 때문에, 집합체의 내부 구조를 노출하지 않고 순회 할 수 있다는 장점이 있고, 리스트 객체와 방문하는 프로세스 사이의 결합을 줄인다. 

자바의 컬렉션 프레임워크(JCF)에서 각종 컬렉션을 무리없이 순회할수 있는 것도 내부에 미리 이터레이터 패턴이 적용되어 있기 때문이다.

반복자 패턴 사용 법

• Aggregate (인터페이스) : Iterator의 집합체 컬렉션으로, ConcreateIterator 객체를 반환하는 인터페이스를 제공한다.
• ConcreateAggregate (클래스) : Aggregate를 구현하는 집합체 구현체
• Iterator (인터페이스) : 집합체 내의 요소들을 순서대로 검색하기 위한 인터페이스를 제공한다.
  • hasNext() : 순회할 다음 요소가 있는지 확인 (true / false)
  • next() : 요소를 반환하고 다음 요소를 반환할 준비를 하기 위해 커서를 이동시킴
• ConcreateIterator (클래스) : Iterator를 구현하는 반복자 객체
  • ConcreateAggregate가 구현한 메서드로부터 생성되며, ConcreateAggregate 의 컬렉션을 참조하여 순회한다.
  • 어떤 전략으로 순회할지에 대한 로직을 구체화 한다.

public interface Aggregate {
    Iterator createIterator();
}
public class ConcreteAggregate implements Aggregate {
    private Object[] items;
    private int size;

    public ConcreteAggregate(int size) {
        this.items = new Object[size];
        this.size = size;
    }

    public void setItem(int index, Object item) {
        items[index] = item;
    }

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new ConcreteIterator(this);
    }

    public Object getItem(int index) {
        return items[index];
    }

    public int getSize() {
        return size;
    }
}

public interface Iterator<T> {
    boolean hasNext();
    T next();
}

public class ConcreteIterator implements Iterator<Object> {
    private ConcreteAggregate aggregate;
    private int currentIndex;

    public ConcreteIterator(ConcreteAggregate aggregate) {
        this.aggregate = aggregate;
        this.currentIndex = 0;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return currentIndex < aggregate.getSize();
    }

    @Override
    public Object next() {
        if (!hasNext()) {
            throw new NoSuchElementException();
        }
        return aggregate.getItem(currentIndex++);
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteAggregate aggregate = new ConcreteAggregate(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            aggregate.setItem(i, "Item " + i);
        }

        Iterator iterator = aggregate.createIterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

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패턴 사용 시기

• 컬렉션에 상과없이 객체 접근 순회 방식을 통일하고자 할 때
• 컬렉션을 순회하는 다양한 방법을 지원하고 싶을 때
• 컬렉션의 복잡한 내부 구조를 클라이언트로부터 숨기고 싶은 경우
• 데이터 저장 컬렉션 종류가 변경 가능성이 있을 때

패턴 장점

• 일관된 이터레이터 인터페이스를 사용해 여러 형태의 컬렉션에 대해 동일한 순회 방법을 제공한다.
• 컬렉션의 내부 구조 및 순회 방식을 알지 안항도 된다.
• 집합체의 구현과 접근하는 처리 부분을 반복자 객체로 분리해 결합도를 줄일 수 있다.
• 순회 알고리즘을 별도의 반복자 객체에 추출해 각 클래스의 책임을 분리해 SRP를 준수
• 데이터 저장 컬렉션 종류가 변경되어도 클라이언트 구현 코드는 손상되지 않아 수정에는 닫혀 있어 OCP를 준수

패턴 단점

• 클래스가 늘어나고 복잡도가 증가한다.
• 구현 방법에 따라 캡슐화를 위배할 수 있다.