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行为模式3.迭代器模式

article 2025/1/7 14:00:24

行为型模式

模板方法模式（Template Method Pattern）
命令模式（Command Pattern）
迭代器模式（Iterator Pattern）
观察者模式（Observer Pattern）
中介者模式（Mediator Pattern）
备忘录模式（Memento Pattern）
解释器模式（Interpreter Pattern）
状态模式（State Pattern）
策略模式（Strategy Pattern）
职责链模式（Chain of Responsibility Pattern）
访问者模式（Visitor Pattern）

迭代器模式（Iterator Pattern） 是一种行为型设计模式，它提供一种顺序访问集合对象元素的方式，而不暴露集合的内部结构。迭代器模式允许客户端按顺序访问集合中的元素，而无需直接访问集合本身。通常，当你有一个集合（如列表、队列、栈等），你希望对集合中的元素进行迭代，但又不想暴露其内部结构时，可以使用迭代器模式。

迭代器模式的主要组成部分

Iterator（迭代器）：迭代器接口，定义了遍历集合元素的方法，如 hasNext() 和 next()。
ConcreteIterator（具体迭代器）：实现了Iterator接口，并定义了如何遍历具体集合中的元素。
Aggregate（聚合类，也叫集合类）：集合接口，提供创建迭代器对象的方法。
ConcreteAggregate（具体聚合类）：实现了Aggregate接口，定义了如何存储和获取集合元素。

迭代器模式的工作流程

创建迭代器：客户端通过聚合类获取迭代器实例。
遍历集合：客户端通过迭代器的方法遍历集合中的元素，使用 hasNext() 判断是否有下一个元素，使用 next() 获取当前元素。
不暴露集合的内部实现：迭代器模式让客户端能够通过标准的接口访问集合元素，而不需要知道集合的内部结构。

迭代器模式的优点

封装性：集合的实现细节对客户端是隐藏的，客户端不需要关心集合如何存储数据。
灵活性：可以对不同的集合类型使用相同的迭代方式。
单一职责：聚合类负责存储数据，迭代器类负责遍历数据，这样做可以避免集合类本身过于复杂。

Java 示例代码

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

// 1. 定义Iterator接口
interface Iterator {
    boolean hasNext();  // 判断是否有下一个元素
    Object next();      // 获取下一个元素
}

// 2. 定义Aggregate接口（集合接口）
interface Aggregate {
    Iterator createIterator();  // 创建一个迭代器
}

// 3. ConcreteIterator（具体迭代器）实现Iterator接口
class ConcreteIterator implements Iterator {
    private List<Object> items;
    private int position = 0;

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

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

    @Override
    public Object next() {
        if (this.hasNext()) {
            return items.get(position++);
        }
        return null;
    }
}

// 4. ConcreteAggregate（具体集合类）实现Aggregate接口
class ConcreteAggregate implements Aggregate {
    private List<Object> items = new ArrayList<>();

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

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

// 5. 客户端使用迭代器遍历集合
public class IteratorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个具体的集合
        ConcreteAggregate aggregate = new ConcreteAggregate();
        aggregate.addItem("Item 1");
        aggregate.addItem("Item 2");
        aggregate.addItem("Item 3");
        aggregate.addItem("Item 4");

        // 创建迭代器
        Iterator iterator = aggregate.createIterator();

        // 使用迭代器遍历集合
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

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