设计模式 - 迭代器模式 笔记

设计目的:

提供一种方法顺序访问一个聚合对象(如数组、链表、树)中的各个元素,而又不需要暴露该对象的内部表示。

没有迭代器模式之前,如果你想遍历一个集合,你必须知道这个集合的底层结构。

  • 如果它是数组 ,你需要用 for (int i=0; i<len; i++)。

  • 如果它是链表 ,你需要通过 node.next 来遍历。

  • 如果它是树结构,你可能需要写复杂的递归深度优先或广度优先遍历。

客户端代码如果与集合的内部结构紧密耦合。如果哪天你想把底层的数组改成链表,所有遍历它的代码都得跟着改。有了迭代器就可以让你在不明确集合类型时先写好代码,消除变更顾虑。


核心结构:

  • 迭代器接口 :声明 hasNext()、next() 等遍历方法。

  • 具体迭代器:实现遍历算法,记录当前位置。

  • 集合接口 :声明 createIterator() 工厂方法。

  • 具体集合:返回对应的具体迭代器实例。

工作方式 :客户端通过集合接口获取迭代器,然后循环调用 hasNext() 和 next() 访问元素,完全解除了客户端与集合内部结构的耦合。


迭代器模式是现代编程语言中的"内置公民",foreach 就是迭代器模式的语法糖:

  • Java :java.util.Iterator 接口,foreach 语法糖会编译成 while(iterator.hasNext())

  • C# :IEnumerator 接口,foreach 直接依赖它

  • Python :迭代器协议(__iter__、__next__),for in 循环底层就是调用它

  • JavaScript :Symbol.iterator 协议,for...of 循环使用它

  • Rust :Iterator trait,for 循环会自动调用 into_iter()

  • Go :虽然没泛型迭代器,但 for range 对 slice/map/channel 也是类似思想

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