迭代器模式是一种行为型设计模式，它允许你在不暴露集合内部结构的情况下遍历集合中的所有元素。这种模式提供了一种统一的方式来访问不同类型的集合，使得客户端代码可以遍历集合，而不需要关心集合的具体实现细节。
什么是迭代器模式？
迭代器模式是一种行为型设计模式，它用于提供一种方法来访问聚合对象中的元素，而不需要暴露该对象的内部结构。迭代器模式将遍历集合的责任委托给一个独立的迭代器对象，这样可以在不影响集合的情况下添加新的遍历方式。
迭代器模式的关键角色包括：
- 抽象迭代器（Iterator）：定义了遍历集合元素的接口，包括 next()、hasNext() 等方法。
- 具体迭代器（ConcreteIterator）：实现了迭代器接口，负责管理遍历集合的状态。
- 抽象聚合类（Aggregate）：定义了创建迭代器对象的接口，通常包括一个 createIterator() 方法。
- 具体聚合类（ConcreteAggregate）：实现了创建迭代器对象的方法，它包含了要被迭代的集合。
为什么需要迭代器模式？
在软件开发中，我们经常需要遍历集合中的元素，如数组、列表、树等。传统的遍历方式是使用索引、循环等，但这样的方式存在一些问题：
- 暴露集合的内部结构：传统方式需要暴露集合的内部实现细节，使得客户端代码依赖于具体的集合类型。
- 遍历方式固定：传统方式只支持一种遍历方式，如果需要不同的遍历方式，就需要修改客户端代码。
迭代器模式解决了这些问题，它将遍历集合的责任委托给一个独立的迭代器对象，客户端代码可以通过不同的迭代器实现来遍历集合，而不需要了解集合的具体实现。
常见的设计原则与概念
在理解迭代器模式之前，让我们回顾一下一些常见的设计原则和概念：
- 单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）：一个类应该只有一个引起变化的原因。这意味着一个类应该只有一个职责。迭代器模式符合这一原则，因为它将遍历集合的职责与集合本身的职责分离。
- 开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）：软件实体应该对扩展开放，对修改关闭。迭代器模式允许在不修改集合类的情况下添加新的遍历方式，符合开闭原则。
常用的设计模式有哪些？
迭代器模式是一种常用的设计模式，但还有许多其他常用的设计模式，例如：
- 工厂方法模式：用于创建对象，将对象的实例化过程延迟到子类。
- 单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
- 观察者模式：定义对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，所有依赖它的对象都会得到通知。
- 策略模式：定义一系列算法，将它们封装起来，并使它们可以互相替换。
- 装饰器模式：动态地给对象添加额外的职责，是继承的替代方案之一。
常见的使用场景
迭代器模式通常在以下情况下使用：
- 当需要遍历一个集合对象，但不希望暴露其内部结构时，可以使用迭代器模式。
- 当希望提供多种不同的遍历方式，而不想修改集合类的代码时，可以使用迭代器模式。
- 当希望将遍历算法与集合类分离，使得它们可以独立变化时，可以使用迭代器模式。
实际示例
让我们通过一个示例来演示迭代器模式的用法。假设我们有一个简单的集合类 MyList，它包含了一组整数。我们希望能够使用迭代器来遍历这个集合。
首先，我们定义抽象迭代器接口 Iterator：
// 抽象迭代器接口
public interface Iterator {
boolean hasNext();
int next();
}然后，我们实现具体的迭代器类 MyListIterator：
// 具体迭代器类
public class MyListIterator implements Iterator {
private MyList myList;
private int index = 0;
public MyListIterator(MyList myList) {
this.myList = myList;
}
@Override
public boolean hasNext() {
return index < myList.size();
}
@Override
public int next() {
if (hasNext()) {
int value = myList.get(index);
index++;
return value;
} else {
throw new NoSuchElementException();
}
}
}接下来，我们定义抽象聚合类 MyList 和具体聚合类 ConcreteMyList：
// 抽象聚合类
public interface MyList {
Iterator createIterator();
int size();
int get(int index);
}
// 具体聚合类
public class ConcreteMyList implements MyList {
private List list = new ArrayList();
public void add(int value) {
list.add(value);
}
@Override
public Iterator createIterator() {
return new MyListIterator(this);
}
@Override
public int size() {
return list.size();
}
@Override
public int get(int index) {
return list.get(index);
}
}最后，我们可以使用迭代器来遍历 MyList 集合：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ConcreteMyList myList = new ConcreteMyList();
myList.add(1);
myList.add(2);
myList.add(3);
Iterator iterator = myList.createIterator();
while (iterator.hasNext()) {
int value = iterator.next();
System.out.println(value);
}
}
}这段代码演示了如何使用迭代器模式来遍历集合，而不需要关心集合的具体实现。
总结
迭代器模式是一种行为型设计模式，它允许你在不暴露集合内部结构的情况下遍历集合中的元素。这种模式提供了一种统一的方式来访问不同类型的集合，使得客户端代码可以遍历集合，而不需要关心集合的具体实现细节。它符合单一职责原则和开闭原则，常用于需要遍历集合的场景。
