迭代器模式（行为型）

目录

一、前言

二、迭代器模式

三、总结

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一、前言

        迭代器模式(Iterator Pattern）是一种行为型设计模式，提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。总的来说就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可以让外部代码透明地访问集合内部的数据。

        迭代器模式由以下角色组成：

Iterator（抽象迭代器）：

定义了遍历聚合对象所需的方法，包括hashNext()和next()方法等，用于遍历聚合对象中的元素

Concrete Iterator（具体迭代器）：

它是实现迭代器接口的具体实现类，负责具体的遍历逻辑。它保存了当前遍历的位置信息，并可以根据需要向前或向后遍历集合元素

Aggregate（抽象聚合器）：

一般是一个接口，提供一个iterator()方法，例如java中的Collection接口，List接口，Set接口等。

ConcreteAggregate（具体聚合器）：

就是抽象容器的具体实现类，比如List接口的有序列表实现ArrayList，List接口的链表实现LinkList，Set接口的哈希列表的实现HashSet等。

        整个迭代器模式的结构图：

二、迭代器模式

        迭代器实际上在现有的语言中基本都有实现，比如java里面的foreach，如果使用到了foreach，查看.class文件，可以发现编译后的实际是使用Iterator进行的迭代遍历：

        这里就简单模拟List<String>的迭代器。

        首先创建类Iterator：

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

        具体的实现类ConcreteIterator：

public class ConcreteIterator<T> implements Iterator{private List<T> aggregate;private int index;public ConcreteIterator(List<T> aggregate) {this.aggregate = aggregate;}@Overridepublic T next() {return aggregate.get(index++);}@Overridepublic boolean hasNext() {return index < aggregate.size() ? true : false;}
}

        再创建Aggregate类：

public interface Aggregate<T> {void add(T str);Iterator<T> getIterator();
}

        具体的实现ConcreteAggregate类：

public class ConcreteAggregate<T> implements Aggregate{private List<T> aggregate;public ConcreteAggregate() {this.aggregate = new ArrayList<>();}@Overridepublic void add(Object item) {this.aggregate.add((T) item);}@Overridepublic Iterator<T> getIterator() {return new ConcreteIterator(this.aggregate);}
}

        客户端调用：

public class Client {public static void main(String[] args) {ConcreteAggregate aggregate = new ConcreteAggregate();aggregate.add("1");aggregate.add("2");Iterator iterator = aggregate.getIterator();while (iterator.hasNext()){Object s = iterator.next();System.out.println(s);}}
}

        运行结果：

三、总结

        优点与缺点：

优点：

1、简化遍历：迭代器模式提供了一种统一的方法来遍历各种聚合对象，客户端代码不需要了解聚合对象的具体实现

2、解耦遍历算法和集合结构通过引入迭代器，集合对象和遍历算法分离，集合对象不需要实现遍历逻辑，这提高了代码的模块化和复用性

3、多种遍历方式可以为同一个集合提供不同的迭代器，实现多种遍历方式（如正向遍历、反向遍历）

4、一致接口所有的集合都可以提供相同的迭代器接口，客户端可以以相同的方式遍历不同类型的集合，提升了代码的灵活性和可维护性

5、并发支持某些迭代器可以支持并发遍历，允许在多线程环境中安全地遍历集合

缺点：

1、开销增加由于引入了迭代器对象，会增加额外的类和对象，从而增加了系统的复杂性和内存开销。

2、外部迭代器复杂性在某些情况下，使用外部迭代器（显式控制迭代过程）会使代码变得复杂，特别是在需要嵌套迭代或管理迭代状态时。

3、对变化敏感如果在迭代过程中集合结构发生变化（如增删元素），需要处理并发修改的问题，可能会引入额外的同步机制和复杂性。

        应用场景：

1、遍历集合对象：需要遍历不同类型的集合对象（如数组、链表、树、图等）时，使用迭代器模式可以提供统一的遍历方式。

2、隐藏集合内部实现：当不希望客户端了解或依赖集合对象的内部结构时，可以使用迭代器模式隐藏内部实现细节。

3、多种遍历需求：需要对同一集合对象进行多种不同方式的遍历时，可以定义多个不同类型的迭代器来满足需求。

4、复杂聚合对象：对于一些复杂的聚合对象，如组合模式（Composite Pattern）中的树形结构，迭代器模式可以提供一种简单的遍历方法。