導入

Processingがバージョン3.0（2015年8月29日現在3.0b5）となり，IDEのインタフェイスが大きく変更されました。シンプルで使いやすいように感じます。アイコンも洒落た感じになりました。ただ，テキストエディタの挙動がもう少し洗練されていなかったり，機能面で後方互換ではない部分があります。新しいバージョンのProcessingでは，これまでに作成したProcessingのsketchが動かない場合があるということです。ここで学習する範囲では大きな問題はないと考えていますが，記憶にとどめてください。

閑話休題。今回はGoFによるデザインパターン23種類のうち，おそらく最も用いられているパターン，Iteratorを学習します。1つひとつ，順に要素を取り扱うという，コンピュータの最も得意とする機能を，上手におこなう目的でまとめられたパターンです。

展開

Iterator（イテレータ）

前述したように，IteratorパターンはGoF本に紹介されている23個のパターンの中で，最も身近なデザインパターンです。現在の高級言語を利用する若いプログラマは，Iteratorパターンを使ったクラスを無意識のうちに使っていることでしょう。

Iteratorパターンの目的

iterateは「繰り返される，繰り返す」の意味がある動詞で，これを名詞化したのがIterator，つまり「繰り返されるもの，繰り返すもの」の意味になります。

オブジェクトの集合を取り扱う際，オブジェクトを配列に代入し，添字をインクリメント（一度に1つ増やすこと）することで巡回する方法が最も原理的です（連載第9回）。

String names[] = {"Tim Bray",        // 0番目の要素
                  "Brian Kernighan", // 1番目の要素
                  "Jon Bentley",     // 2番目の要素
                  "Karl Fogel"};     // 3番目の要素

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

Java言語，そしてProcessingではデータの集合に先頭から順にアクセスする手段としてIteratorパターンの使用を推奨しています。上のコード例のように配列を取り扱うfor文は，Iteratorパターンを使用する拡張for文で，次のように書き換えられます。

for(String v : names){   println(v); }  

上のコード例ではIteratorパターンの存在が隠されています。このコードの裏ではIteratorパターンを利用して配列の要素の先頭から順にアクセスしています。

Iteratorパターンを使うと，データがどんな仕組みで保管されているかは，データを必要とする側のコードで意識しないで済みます。上のコード例で言えば，

• 「names[i]として，配列というデータ構造の変数namesの，
  先頭からi番目に納められたString型のデータ」

とアクセスしていたところが，単に

• 「String型のデータv」

で済みます。Iteratorパターンに従っていることが分かれば，データがどんな仕組みで保管されていようとも，決まったメソッドを呼べば目的のデータにアクセスできるように仕組まれています。これを専門用語を使って言えば「データに順番にアクセスする仕組みを抽象化した」となります。

Java言語やProcessingでは，配列を始め多くのコレクションクラスでIteratorパターンが適用されており，先ほどの拡張for文のようにシンプルなコードで要素にアクセスできます。

GoFによるIteratorパターンの全体像

ここでは，GoFによるIteratorパターンが，どのようにまとめられているのかを見ていきましょう。

Java言語のクラスライブラリ中で実装されているIteratorパターンは，GoF本に紹介されている各クラスとクラス名，インタフェイス名が異なる部分がありますが，基本的な考え方と構造は同じです。

下図はIteratorパターンを用いたコードのクラス図の一例です。

Iteratroパターンでは，ConcreteAggregateクラスに納められたデータの集合をClientクラスが順に取り出して処理することを目的とします。図の一番下にあるDataクラスが，ConcreteAggregateクラスが保持するデータ保管用クラスです。Aggregateという英語は「集合」とか「集団」といった意味があります。Concreteは「具体的な実体」です。

Aggregateインタフェイスのiteratorメソッドは，Iteratorインタフェイスを実装したConcreteIteratorオブジェクトを返します。ConcreteIteratorはConcreteAggregateに納められたオブジェクト群にアクセスするコードを持っています。

結局Clientクラスがデータのアクセスに必要とするのは，ConcreteAggregateオブジェクトと，ConcreteIteratorオブジェクトの参照を持つIteratorインタフェイスのオブジェクトです。

［Clientクラスがデータアクセスに必要とする情報］

• ConcreteAggregateオブジェクトへの参照
• ConcreteAggregateオブジェクトのiteratorメソッドが返すConcreteIteratorへの参照