第19章迭代器模式

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迭代器模式：定义、结构、实现、优缺点、应用场景

迭代器模式，说白了就是提供一种统一的方式来遍历集合对象。你想想看，我们平时写代码，经常要遍历数组、列表、树、图这些数据结构。如果没有迭代器，每个集合都得自己暴露内部结构，那代码就乱套了。

我个人习惯把迭代器模式叫做"遍历的标准化接口"。它把遍历逻辑从集合中抽离出来，让客户端代码不用关心底层是数组还是链表，只管调用 next() 和 hasNext() 就行。

模式定义

迭代器模式（Iterator Pattern）属于行为型设计模式。它提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。

嗯，这里要注意：核心思想就两点——分离遍历行为和隐藏内部结构。

模式结构

迭代器模式的结构其实很清晰，我画个图你就明白了：

结构中的角色就四个：

Iterator（迭代器接口）：定义 hasNext()、next() 等基本操作
ConcreteIterator（具体迭代器）：实现遍历逻辑，维护当前游标位置
Aggregate（聚合接口）：定义创建迭代器的方法
ConcreteAggregate（具体聚合）：实现聚合接口，返回对应的迭代器实例

代码实现

我拿一个实际项目中的例子来说。之前我在做一个报表系统，需要遍历不同格式的数据源——有的来自数据库，有的来自内存缓存。用迭代器模式就特别合适。

// 迭代器接口
public interface Iterator<T> {
    boolean hasNext();
    T next();
    void remove();
}

// 具体迭代器 - 数组迭代器
public class ArrayIterator<T> implements Iterator<T> {
    private T[] items;
    private int cursor = 0;
    
    public ArrayIterator(T[] items) {
        this.items = items;
    }
    
    @Override
    public boolean hasNext() {
        return cursor < items.length;
    }
    
    @Override
    public T next() {
        if (!hasNext()) {
            throw new NoSuchElementException();
        }
        return items[cursor++];
    }
    
    @Override
    public void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException("数组不支持删除");
    }
}

// 聚合接口
public interface Aggregate<T> {
    Iterator<T> createIterator();
}

// 具体聚合 - 数据集合
public class DataCollection<T> implements Aggregate<T> {
    private T[] items;
    
    public DataCollection(T[] items) {
        this.items = items;
    }
    
    @Override
    public Iterator<T> createIterator() {
        return new ArrayIterator<>(items);
    }
}

// 客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        String[] data = {"A", "B", "C", "D"};
        DataCollection<String> collection = new DataCollection<>(data);
        Iterator<String> iterator = collection.createIterator();
        
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

💡 我的小技巧：实际项目中，我习惯让迭代器支持"快速失败"（fail-fast）。就是在遍历过程中，如果集合被修改了，迭代器能立刻抛出异常。Java 的 ArrayList 就是这么干的。

优缺点分析

优点	缺点
支持多种遍历方式（正序、逆序、过滤等）简化了聚合类的接口可以同时遍历同一个集合（多个迭代器互不干扰）符合开闭原则——新增遍历方式不用改聚合类	增加了系统复杂度（多了一套类）对于简单集合，迭代器有点"杀鸡用牛刀" 遍历过程中修改集合需要额外处理

⚠️ 避坑指南：我曾经在一个项目中，为了"优雅"给所有集合都套上了迭代器模式。结果发现有些集合就几个元素，用 for 循环三行搞定，硬生生写了两个类。后来我学乖了——迭代器模式适合复杂遍历或多种遍历方式，别为了用模式而用模式。

应用场景

什么时候该用迭代器模式？我总结了几个典型场景：

需要多种遍历方式：比如既要正序遍历又要逆序遍历，还要按条件过滤
想隐藏集合内部结构：客户端不想知道底层是数组、链表还是树
需要统一遍历接口：不同数据源用同一套代码遍历
需要同时遍历多个集合：比如做数据对比、合并操作

举个实际例子。我之前做的一个日志分析系统，日志来源有文件、数据库、消息队列三种。每种来源的数据结构完全不同，但分析逻辑是一样的。我让它们都实现 Aggregate 接口，返回统一的迭代器。分析模块只需要写一套遍历代码，省了至少 40% 的重复工作。

📌 核心要点回顾：

迭代器模式把遍历行为从集合中抽离出来
核心接口就两个：hasNext() 和 next()
适合复杂遍历场景，简单场景别硬用
Java、C#、Python 等语言已经内置了迭代器支持

其实现在很多语言都内置了迭代器。比如 Java 的 Iterable 接口、Python 的 __iter__ 和 __next__、C# 的 IEnumerable。但理解它的设计思想更重要——分离关注点，让遍历变得可扩展、可复用。这就是迭代器模式的价值所在。

公众号:蓝海资料掘金营，微信deep3321

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