行为型-迭代器模式

概述

迭代器模式（Iterator Pattern）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。

适用场景

• 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示
• 支持对聚合对象的多种遍历
• 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口

角色组成

• Iterator（抽象迭代器）：定义访问和遍历元素的接口
• ConcreteIterator（具体迭代器）：实现迭代器接口
• Aggregate（抽象聚合）：定义创建迭代器对象的接口
• ConcreteAggregate（具体聚合）：实现创建迭代器的接口

代码实现

1. 抽象迭代器

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

2. 抽象聚合

public interface Aggregate<T> {
    Iterator<T> createIterator();
    void add(T item);
    int size();
}

3. 具体聚合

public class BookShelf implements Aggregate<String> {
    private List<String> books = new ArrayList<>();
    
    @Override
    public void add(String book) {
        books.add(book);
    }
    
    @Override
    public int size() {
        return books.size();
    }
    
    public String getBookAt(int index) {
        return books.get(index);
    }
    
    @Override
    public Iterator<String> createIterator() {
        return new BookShelfIterator(this);
    }
}

4. 具体迭代器

public class BookShelfIterator implements Iterator<String> {
    private BookShelf bookShelf;
    private int index;
    
    public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf) {
        this.bookShelf = bookShelf;
        this.index = 0;
    }
    
    @Override
    public boolean hasNext() {
        return index < bookShelf.size();
    }
    
    @Override
    public String next() {
        return bookShelf.getBookAt(index++);
    }
}

5. 客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        BookShelf bookShelf = new BookShelf();
        bookShelf.add("Java编程思想");
        bookShelf.add("设计模式");
        bookShelf.add("重构");
        
        Iterator<String> iterator = bookShelf.createIterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

# 输出
Java编程思想
设计模式
重构

类图

JDK 中的应用

// java.util.Iterator
List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    System.out.println(it.next());
}

// 增强 for 循环（语法糖）
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

优缺点

优点：

• 支持以不同方式遍历一个聚合对象
• 简化了聚合类
• 在同一个聚合上可以有多个遍历

缺点：

• 增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类
• 类的个数成对增加