迭代器模式(Iterator Pattern)

Java和.Net编程环境中非常常用的设计模式，这种模式用于顺序访问集合对象的元素，不需要知道集合对象的底层表示，迭代器模式属于行为模式。

¶核心角色

角色	描述
Iterator	定义遍历集合的接口，如hasNext()、next()等方法。
ConcreteIterator	实现具体的遍历逻辑。
Aggregate	聚合类接口，定义创建迭代器的方法iterator()。
ConcreteAggregate	具体聚合类，返回一个与该聚合结构匹配的迭代器。

¶示例代码

该模式常常用于Collection包中，譬如List、Set等实现了Iterator接口对其统一了行为并可以使用for/while增强。

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

// ConcreteIterator 实现
public class ListIterator<T> implements Iterator<T> {
    private T[] items;
    private int position = 0;

    public ListIterator(T[] items) {
        this.items = items;
    }

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

    @Override
    public T next() {
        return items[position++];
    }
}

// Aggregate 接口
public interface Aggregate<T> {
    Iterator<T> iterator();
}

// ConcreteAggregate 实现
public class ListAggregate<T> implements Aggregate<T> {
    private T[] items;

    public ListAggregate(T[] items) {
        this.items = items;
    }

    @Override
    public Iterator<T> iterator() {
        return new ListIterator<>(items);
    }
}

// Client 使用示例
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        String[] data = {"A", "B", "C"};
        Aggregate<String> aggregate = new ListAggregate<>(data);
        Iterator<String> iterator = aggregate.iterator();

        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

¶特点与应用场景

1. 优点

   • 解耦集合与遍历逻辑： 客户端不需要关心具体结构即可遍历。
   • 统一接口访问
   • 支持多种遍历方式： 排序、过滤filter、reduce、map、flatmap…

2. 缺点

   • 增加类的数量，系统复杂度有所增加。一般由语言本身迭代维护，譬如JDK 1.5 扩展了Iterator、JDK 8增加了Stream等等。