【设计模式】迭代器模式（Iterator）详解

1. 引言：为什么我们每天都在用迭代器？

你在 Java 中几乎每天都会写：

for(Strings:list){System.out.println(s);}

或者：

Iterator<String>it=list.iterator();while(it.hasNext()){System.out.println(it.next());}

但你是否想过：

• ArrayList和HashSet底层结构完全不同
• 为什么遍历方式却是统一的？

答案就是：迭代器模式。

在不暴露集合内部结构的前提下，顺序访问集合元素

2. 什么是迭代器模式

GoF 定义

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示。

详细解释：迭代器模式提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据，而不暴露聚合对象的内部表示。

一句话理解：

遍历与集合实现解耦。

3. 迭代器模式的核心思想

迭代器模式解决了三个问题：

1. 如何遍历集合
2. 不暴露集合内部结构
3. 提供统一遍历接口

集合负责存储，迭代器负责遍历。

4. 迭代器模式的结构

迭代器模式包含四个角色：

1. Iterator（迭代器接口）

定义访问和遍历聚合元素的接口，通常包含 hasNext()、next() 等方法。

2. ConcreteIterator（具体迭代器）

实现抽象迭代器接口中所定义的方法，完成对聚合对象的遍历，记录遍历的当前位置。

3. Aggregate（聚合接口）

定义存储、添加、删除聚合元素以及创建迭代器对象的接口。

4. ConcreteAggregate（具体聚合）

实现抽象聚合类，返回一个具体迭代器的实例。

5. 示例：自定义集合 + 迭代器

5.1 迭代器接口

publicinterfaceIterator<E>{booleanhasNext();Enext();}

5.2 聚合接口

publicinterfaceContainer<E>{Iterator<E>iterator();}

5.3 具体聚合类

publicclassNameRepositoryimplementsContainer<String>{privateString[]names={"Alice","Bob","Charlie"};@OverridepublicIterator<String>iterator(){returnnewNameIterator();}privateclassNameIteratorimplementsIterator<String>{privateintindex;@OverridepublicbooleanhasNext(){returnindex<names.length;}@OverridepublicStringnext(){returnnames[index++];}}}

5.4 客户端使用

NameRepositoryrepo=newNameRepository();Iterator<String>it=repo.iterator();while(it.hasNext()){System.out.println(it.next());}

6. 迭代器模式的优点

1. 隐藏集合内部结构
2. 遍历方式统一
3. 支持多种遍历策略
4. 符合单一职责原则

7. 迭代器模式的缺点

1. 增加类数量
2. 对简单集合可能显得冗余

8. 内部迭代 vs 外部迭代

外部迭代（传统 Iterator）

while(it.hasNext()){process(it.next());}

内部迭代（Stream）

list.stream().forEach(this::process);

对比：

9. JDK 中的迭代器模式

Iterator 接口

publicinterfaceIterator<E>{booleanhasNext();Enext();}

• ArrayList
• HashSet
• LinkedList

都通过 Iterator 统一遍历。

10. 适用场景

• 不同集合统一遍历
• 隐藏复杂数据结构
• 提供多种遍历策略

11. 一个常见误区

迭代器模式不是 for 循环的替代，而是“遍历规则的抽象”。

12. 迭代器 vs 访问者

参考

迭代器模式 | 菜鸟教程

《图解设计模式》

迭代器 - Java教程 - 廖雪峰的官方网站

迭代器设计模式