迭代器模式详解：访问聚合对象而不暴露其内部结构

"设计模式_行为型_迭代器模式" 迭代器模式是一种行为设计模式，它允许我们顺序访问聚合对象（如集合或数组）中的元素，而无需暴露其内部结构。这种模式的关键在于，迭代器提供了统一的接口来遍历不同类型的集合，使得代码更加灵活，同时保持了集合类的封装性。 ### 主要角色 1. **迭代器（Iterator）**: 这是抽象角色，定义了遍历元素的一组方法，如 `hasNext()` 和 `next()`。通常还包含 `remove()` 方法，但默认可能抛出异常。 2. **具体的迭代器（ConcreteIterator）**: 实现了抽象迭代器接口，知道如何遍历特定的聚合对象。 3. **聚合（Aggregate）**: 定义了一个创建并返回迭代器的接口，通常是一个包含多个元素的容器。 4. **具体的聚合（ConcreteAggregate）**: 实现了聚合接口，提供了创建具体迭代器实例的方法。 ### 使用场景 - 当需要顺序访问集合元素，但又希望避免暴露集合的内部结构时。 - 当希望为不同的聚合类提供统一的访问接口时。 - 当需要支持多种遍历方式时，比如深度优先或广度优先。 ### 类图 类图展示了迭代器与聚合对象之间的关系。在Java的`ArrayList`实现中，`ArrayList`是具体的聚合，它有一个内部类`Itr`作为具体的迭代器。 ### 示例代码 Java中的`Iterator`接口定义了`hasNext()`、`next()`方法，以及可选的`remove()`和`forEachRemaining()`方法。`ArrayList`的内部类`Itr`实现了`Iterator`接口，负责实际的遍历逻辑。 在实际应用中，迭代器模式常用于各种集合框架，如Java的`java.util.Iterator`和`java.util.ListIterator`，它们使得程序员可以方便地遍历集合，而不需要关心集合内部的具体实现。 ### 应用实例 以下是一个简单的使用迭代器模式的例子： ```java List<String> names = new ArrayList<>(); names.add("Alice"); names.add("Bob"); names.add("Charlie"); Iterator<String> iterator = names.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } ``` 在这个例子中，`ArrayList`的`iterator()`方法返回了一个实现了`Iterator`接口的对象，我们通过调用`hasNext()`和`next()`方法遍历列表。 迭代器模式在实际编程中非常常见，尤其是在处理集合数据结构时，它增强了代码的可读性和灵活性，同时也保证了聚合对象的内部实现细节不被外部访问。