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프로그래밍/Java

[Gof 디자인 패턴] Iterator (반복자) 패턴

kkd927 2018. 3. 2. 18:59

Java 언어에서 배열 arr의 모든 요소를 표시하기 위해서는 다음과 같이 for문을 사용합니다.

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

for문의 변수 i를 통해 배열 arr의 요소에 접근할 수 있습니다. Iterator 패턴은 이런 변수 i의 기능을 추상화해서 일반화 한 것 입니다.

Iterator 패턴의 구성은 아래와 같습니다.

Iterator(반복자)

요소를 순서대로 검색해가는 인터페이스(API) 입니다. 다음 요소가 존재하는지를 얻기 위한 hasNext 메서드와 다음 요소를 얻기 위한 next 메서드를 결정합니다.

ConcreteIterator(반복자 구현체)

Iterator 인터페이스의 구현체 입니다.

Aggregate(집합체)

Iterator 역할을 만들어내는 인터페이스(API) 입니다.

ConcreteAggregate(집합체 구현체)

Aggregate 인터페이스의 구현체 입니다.

Iterator 패턴을 클래스 다이어그램으로 표기하면 다음과 같습니다.


Iterator 패턴을 사용하여 만든 예제 프로그램을 살펴봅시다. 여기에서 작성할 예제 프로그램은 서가(BookShelf) 안에 책(Book)을 넣고, 그 책의 이름을 차례대로 표시하는 프로그램입니다.


public interface Aggregate {
    public abstract Iterator iterator();
}

public interface Iterator {
    public abstract boolean hasNext();
    public abstract Object Next();
}
public class Book {
    private String name;

    public Book(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }
}
public class BookShelf implements Aggregate {
    private Book[] books;
    private int last = 0;

    public BookShelf(int maxsize) {
        this.books = new Book[maxsize];
    }

    public Book getBookAt(int index) {
        return books[index];
    }

    public void appendBook(Book book) {
        this.books[last] = book;
        last++;
    }

    public int getLength() {
        return last;
    }

    public Iterator iterator() {
        return new BookShelfIterator(this);
    }
}
public class BookShelfIterator implements Iterator {
    private BookShelf bookShelf;
    private int index;

    public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf) {
        this.bookShelf = bookShelf;
        this.index = 0;
    }

    public boolean hasNext() {
        if (index < bookShelf.getLength()) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    public Object next() {
        Book book = bookShelf.getBookAt(index);
        index++;
        return book;
    }
}

이제 예제를 실행시켜 봅시다.

BookShelf bookShelf = new BookShelf(4);
bookShelf.appendBook(new Book("Around the World in 80 Days"));
bookShelf.appendBook(new Book("Bible"));
bookShelf.appendBook(new Book("Cinderella"));
bookShelf.appendBook(new Book("Baddy-Long-Legs"));

Iterator it = bookShelf.iterator();
while (it.hasNext()) {
    Book book = (Book)it.next();
    System.out.println(book.getName());
}

Java 개발자라면 iterator를 한 번쯤 보시거나 사용해본 경험이 있을 것입니다. 배열이라면 for문을 이용해서 빙글빙글 돌리면 좋은데, 왜 집합체의 외부에 Iterator 역할 같은 것을 만들어야 할까요?

가장 큰 이유는 Iterator를 사용함으로써 구현과 분리해서 하나씩 셀 수 있기 때문 입니다.

while (it.hasNext()) {
    Book book = (Book)it.next();
    System.out.println(book.getName());
}

위의 코드에서 while 루프는 BookShelf의 구현에는 의존하지 않습니다. 만약 BookShelf를 배열에서 Vector로 변경한다고 하더라도 hasNext 메서드와 next 메서드만 올바르게 수정한다면, 위의 while 루프를 전혀 변경하지 않아도 동작합니다. 

즉, 클래스를 부품처럼 사용할 수 있게 하고, 하나의 부품을 수정해도 다른 부품에는 큰 영향 없이 작은 수정만으로 끝낼 수 있게 재이용화의 장점을 누릴 수 있습니다.

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