【Java教程】Day20-16 设计模式：行为型模式——迭代器模式（Iterator Pattern）

原创于 2025-01-05 00:04:57 发布 · 918 阅读

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迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为型设计模式，用于提供一种顺序访问聚合对象（如集合、数组）中的元素的方法，而无需暴露对象的内部表示。它是一种常见的设计模式，广泛应用于集合类的遍历中。

1. 什么是迭代器模式？

迭代器模式的核心目的是将集合的遍历和集合本身的实现分离，使得遍历过程无需关注集合的内部存储结构。通过迭代器接口，客户端可以以统一的方式遍历不同类型的集合，而无需直接暴露集合的实现细节。这为集合类的使用提供了高度的灵活性和扩展性。

在Java中，迭代器模式已经广泛应用于集合框架，最常见的就是通过 Iterator 接口进行遍历。通过迭代器，集合类的不同实现（如 ArrayList 和 LinkedList）都可以以相同的方式进行访问，而不需要关心具体的存储结构。

2. 迭代器模式的结构

迭代器模式的结构通常包括以下几个角色：

聚合类（Aggregate）：定义一个创建迭代器对象的接口，返回一个迭代器对象。
迭代器接口（Iterator）：定义访问和遍历元素的方法，通常包含 hasNext() 和 next() 方法。
具体迭代器（ConcreteIterator）：实现迭代器接口，负责具体的遍历逻辑。
客户端（Client）：通过迭代器访问集合中的元素。

3. 迭代器模式的应用

3.1 使用Java内置的迭代器

在Java的集合类中，迭代器模式已经得到广泛应用。以 List 为例，使用 Iterator 进行遍历：

javaList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Java");list.add("Python");list.add("JavaScript");// 使用Iterator遍历集合Iterator<String> it = list.iterator();while (it.hasNext()) {    String s = it.next();    System.out.println(s);}

此外，Java还允许我们通过 for-each 循环简化迭代器的使用：

javafor (String s : list) {    System.out.println(s);}

在这个例子中，Java编译器会自动使用 Iterator 来完成循环的逻辑，而我们只需关心集合本身。

3.2 自定义迭代器实现倒序遍历

虽然Java的集合类已经提供了内置的迭代器，但我们有时需要根据特定需求自定义迭代器。例如，假设我们需要实现一个自定义的集合类 ReverseArrayCollection，并通过迭代器实现倒序遍历：

javaimport java.util.Arrays;import java.util.Iterator;public class ReverseArrayCollection<T> implements Iterable<T> {    private T[] array;    public ReverseArrayCollection(T... objs) {        this.array = Arrays.copyOfRange(objs, 0, objs.length);    }    @Override    public Iterator<T> iterator() {        return new ReverseIterator();    }    private class ReverseIterator implements Iterator<T> {        private int index;        public ReverseIterator() {            this.index = ReverseArrayCollection.this.array.length;        }        @Override        public boolean hasNext() {            return index > 0;        }        @Override        public T next() {            index--;            return array[index];        }    }}

3.3 使用自定义集合类

javapublic class Main {    public static void main(String[] args) {        ReverseArrayCollection<String> collection = new ReverseArrayCollection<>("Java", "Python", "JavaScript");        for (String s : collection) {            System.out.println(s);        }    }}

3.4 输出结果