您现在的位置：程式碼之家 >> 編程語言 > >> Java 程式設計 >> Java 相關知識

設計模式精講：迭代器模式——統一遍歷接口，屏蔽容器差異

編輯：Java 相關知識

迭代器模式提供一種方法順序訪問聚合對象中的各個元素，而無需暴露該對象的內部表示。它是 Java 集合框架的基石，Collection.iterator() 正是其標準實踐。

一、四大角色與職責

抽象容器：定義 iterator() 方法，如 Collection、List、Set。
具體容器：實現容器接口，如 ArrayList、HashSet、LinkedList。
抽象迭代器：定義遍歷操作：hasNext()、next()、remove()。
具體迭代器：實現遍歷邏輯，維護游標位置，封裝容器內部結構。

二、從零手寫一個迭代器

interface Iterator { Object next(); boolean hasNext(); }
interface Aggregate { void add(Object o); void remove(Object o); Iterator iterator(); }

class ConcreteAggregate implements Aggregate {
    private List<Object> list = new ArrayList<>();
    public void add(Object o) { list.add(o); }
    public void remove(Object o) { list.remove(o); }
    public Iterator iterator() { return new ConcreteIterator(list); }
}

class ConcreteIterator implements Iterator {
    private List<Object> list; private int cursor = 0;
    public ConcreteIterator(List<Object> list) { this.list = list; }
    public boolean hasNext() { return cursor < list.size(); }
    public Object next() { return hasNext() ? list.get(cursor++) : null; }
}

三、多種遍歷策略的靈活支援

容器可提供不同迭代器實現：正序、逆序、過濾、分頁等，客戶端無感知切換：

// 逆序迭代器示例
class ReverseIterator implements Iterator {
    private List<Object> list; private int index;
    public ReverseIterator(List<Object> list) { this.list = list; index = list.size()-1; }
    public boolean hasNext() { return index >= 0; }
    public Object next() { return hasNext() ? list.get(index--) : null; }
}

四、優缺點與工程建議

優點	缺點
統一遍歷接口，屏蔽底層數據結構差異	簡單數組/列表用 for 循環更直觀高效
支援多種遍歷策略，擴展性強	引入額外類增加系統複雜度
封裝性好，符合單一職責原則	并發修改時需額外機制保證安全

現代 Java 開發建議：優先使用語言內建迭代器（for-each、Stream API），僅在實現自定義容器或特殊遍歷邏輯時手寫迭代器。