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行为型模式-迭代器模式

article 2024/11/29 23:02:07

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为型设计模式，主要用于提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不需要暴露其内部表示。这个模式常被用于集合类对象（如列表、数组、图等）的实现中。

模式结构

迭代器模式包括以下几个核心角色：

迭代器接口（Iterator）
定义访问和遍历元素的接口，一般包括：
- hasNext()：判断是否还有下一个元素。
- next()：返回下一个元素。
- remove()（可选）：移除当前元素。
具体迭代器（Concrete Iterator）
实现迭代器接口，维护遍历的状态（如当前位置），负责实际遍历操作。
聚合接口（Aggregate）
定义创建迭代器的接口，一般包括：
- createIterator()：返回一个具体迭代器实例。
具体聚合（Concrete Aggregate）
实现聚合接口，提供存储和管理元素的功能，并返回具体迭代器。

优缺点

优点
封装性：迭代器将遍历的实现从集合中分离出来，不暴露集合的内部结构。
多样性：可以为不同的集合设计不同的迭代方式（如顺序迭代、反向迭代）。
一致性：为不同集合提供统一的遍历接口，方便调用。
缺点
开销增加：增加了类的数量和复杂性，尤其是需要为每种聚合都设计一个具体迭代器时。
不适合简单集合：对于非常简单的集合，直接遍历更高效。
适用场景
需要访问一个集合对象，而无需了解其底层实现。
需要以不同方式遍历集合。
需要为一个集合提供多种遍历方式。

示例代码

复制代码
// 迭代器接口
interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
}

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

// 具体聚合
class ConcreteAggregate<E> implements Aggregate<E> {
    private List<E> items = new ArrayList<>();

    public void addItem(E item) {
        items.add(item);
    }

    @Override
    public Iterator<E> createIterator() {
        return new ConcreteIterator<>(items);
    }
}

// 具体迭代器
class ConcreteIterator<E> implements Iterator<E> {
    private List<E> items;
    private int position = 0;

    public ConcreteIterator(List<E> items) {
        this.items = items;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return position < items.size();
    }

    @Override
    public E next() {
        return hasNext() ? items.get(position++) : null;
    }
}

// 测试
public class IteratorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteAggregate<String> aggregate = new ConcreteAggregate<>();
        aggregate.addItem("A");
        aggregate.addItem("B");
        aggregate.addItem("C");

        Iterator<String> iterator = aggregate.createIterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}