23种设计模式之迭代器模式（Iterator Pattern）

news2025/2/24 18:02:20

前言：大家好，我是小威，24届毕业生，在一家满意的公司实习。本篇文章将23种设计模式中的迭代器模式，此篇文章为一天学习一个设计模式系列文章，后面会分享其他模式知识。
如果文章有什么需要改进的地方还请大佬不吝赐教👏👏。
小威在此先感谢各位大佬啦~~🤞🤞
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以下正文开始
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文章目录

迭代器模式概念
迭代器模式构成部分
迭代器模式案例
迭代器模式小结

迭代器模式概念

迭代器模式是一种对象行为型设计模式。它提供了遍历集合对象所需的标准接口，而不暴露集合对象的实现方式。

在Java编程中，常见的集合类包括List、Set和Map等，这些都内部维护着一个元素列表。通过迭代器模式，对于任何一种集合对象，在不了解其内部实现的情况下，都可以轻松地遍历其中的每个元素，从而简化了代码的编写和维护。

迭代器模式构成部分

迭代器模式由两个主要组成部分构成：迭代器（Iterator）和可迭代对象（Iterable）。迭代器用于定义访问和遍历元素的接口，而可迭代对象用于返回迭代器。

下面是迭代器模式的基本结构：

迭代器(Iterator)：定义访问和遍历聚合对象元素的接口；
具体迭代器(ConcreteIterator)：实现迭代器接口，并对聚合对象进行遍历和存储当前遍历位置等操作；
可迭代对象(Iterable)：定义获取迭代器的接口；
具体可迭代对象(ConcreteIterable)：实现可迭代对象接口，返回具体的迭代器实例。
迭代器模式的使用步骤如下：

定义聚合对象的对象结构，包含 add()、remove()和 get()等方法；
定义迭代器接口 Iterator，并声明 getFirst()、getNext()、isDone() 和 getCurrentItem() 方法；
实现具体迭代器 ConcreteIterator 类，维护一个指向当前位置的指针，实现 Iterator 接口中的方法实现元素遍历；
实现可迭代对象 Iterable 接口，并实现创建迭代器实例的方法 iterator()；
在客户端代码中使用该聚合对象和迭代器通过 hasNext()、next() 等方法对集合对象进行访问和遍历。
总之，迭代器模式是一种非常有用且广泛应用于实际开发的设计模式，它可以有效地解耦集合对象和其遍历方式，使得代码更加简洁和易于维护。

迭代器模式案例

假设我们有一个存储了学生信息的集合类 StudentList，包含了 addStudent()、removeStudent()和 getStudent()等方法。现在，我们需要基于迭代器模式来遍历这个学生信息集合。具体步骤如下：

定义迭代器接口 Iterator：

public interface Iterator {
    public boolean hasNext();
    public Object next();
}

实现具体的迭代器类 ConcreteIterator：

public class ConcreteIterator implements Iterator {
    private StudentList studentList;
    private int index = 0;

    public ConcreteIterator(StudentList list) {
        this.studentList = list;
    }

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

    @Override
    public Object next() {
        if (hasNext()) {
            return studentList.getStudent(index++);
        }
        return null;
    }
}

定义可迭代对象接口 Iterable：

public interface Iterable {
    public Iterator iterator();
}

实现具体的可迭代对象类 ConcreteIterable：

public class ConcreteIterable implements Iterable {
    private StudentList studentList;

    public ConcreteIterable(StudentList list) {
        this.studentList = list;
    }

    @Override
    public Iterator iterator() {
        return new ConcreteIterator(studentList);
    }
}

在客户端代码中使用聚合对象和迭代器进行遍历：

public static void main(String[] args) {
    StudentList list = new StudentList();
    list.addStudent("Tom");
    list.addStudent("Mary");
    list.addStudent("John");

    ConcreteIterable iterable = new ConcreteIterable(list);
    Iterator iterator = iterable.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        String name = (String) iterator.next();
        System.out.println(name);
    }
}

上面的代码中，我们首先定义了迭代器接口 Iterator，并在迭代器具体实现类 ConcreteIterator 中实现了遍历集合对象的逻辑。然后，我们定义了可迭代对象接口 Iterable，并在其实现类 ConcreteIterable 中返回具体的迭代器实例。最后，在客户端代码中使用该聚合对象和迭代器通过 hasNext()、next() 等方法对集合对象进行访问和遍历。