23种设计模式-14迭代器模式

迭代器模式

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想准备面试、系统复习设计模式知识的同学

阅读完本专栏，你将掌握：

23 种设计模式的结构、适用场景和最佳实践

面向对象六大设计原则的使用方式

如何用设计模式解决常见业务场景问题

如何重构低质量代码，提升扩展性与可维护性

任何问题都可以在留言区指出，作者看到后会第一时间回复。

概念总是生僻的，可以结合代码多体会多练习。

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其他模式详解：设计模式入门

迭代器 模式（Iterator Pattern）是一种行为设计模式，它提供了一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露该对象的内部表示。迭代器模式常用于遍历集合类的对象，比如列表、数组等。

适用场景

需要访问集合对象的内容，但不想暴露其内部结构
需要提供多种遍历方式
遍历集合的操作可能变化，但集合本身稳定

迭代器模式的结构

迭代器接口（Iterator）：定义访问和遍历元素的接口。
具体迭代器（ConcreteIterator）：实现迭代器接口，并保持对集合中当前元素的跟踪。
聚合接口（Aggregate）：定义创建迭代器对象的接口。
具体聚合（ConcreteAggregate）：实现聚合接口，返回一个具体迭代器的实例。

代码示例

以下是一个 Java 实现的迭代器模式示例。

我们将创建一个简单的书架类和一个用于遍历书架的迭代器。

java 复制代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 迭代器接口
interface Iterator<T> {
    boolean hasNext();
    T next();
}

// 聚合接口
interface Aggregate<T> {
    Iterator<T> createIterator();
}

// 具体聚合类：书架
class BookShelf implements Aggregate<Book> {
    private List<Book> books;

    public BookShelf() {
        this.books = new ArrayList<>();
    }

    public void addBook(Book book) {
        books.add(book);
    }

    public Book getBookAt(int index) {
        return books.get(index);
    }

    public int getLength() {
        return books.size();
    }

    @Override
    public Iterator<Book> createIterator() {
        return new BookShelfIterator(this);
    }
}

// 具体迭代器类：书架迭代器
class BookShelfIterator implements Iterator<Book> {
    private BookShelf bookShelf;
    private int index;

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

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return index < bookShelf.getLength();
    }

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

// 简单的书类
class Book {
    private String name;

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

    public String getName() {
        return name;
    }
}

// 客户端
public class IteratorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BookShelf bookShelf = new BookShelf();
        bookShelf.addBook(new Book("Design Patterns"));
        bookShelf.addBook(new Book("Refactoring"));
        bookShelf.addBook(new Book("Clean Code"));

        Iterator<Book> iterator = bookShelf.createIterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Book book = iterator.next();
            System.out.println("Book: " + book.getName());
        }
    }
}

总结

相信小伙伴们看到 IteratorPatternDemo 客户端在使用 iterator 对象遍历时就很有感触了。

总之，当你需要遍历一个集合对象，但不想暴露其内部结构，或者希望提供多种遍历方式、统一遍历接口时，就可以使用迭代器模式。