Java迭代器模式

迭代器模式提供统一方式遍历聚合对象，不暴露内部结构。

模式定义

意图：提供顺序访问聚合对象元素的方法，不暴露内部表示。

适用场景

• 需要统一遍历不同集合
• 不想暴露集合内部结构
• 需要多种遍历方式

模式结构

迭代器接口

public interface Iterator<T> {
    boolean hasNext();
    T next();
}

聚合接口

public interface Aggregate<T> {
    Iterator<T> createIterator();
}

具体聚合

public class Bookshelf implements Aggregate<Book> {
    private Book[] books;
    private int size;

    public Bookshelf(int capacity) {
        this.books = new Book[capacity];
    }

    public void addBook(Book book) {
        if (size < books.length) {
            books[size++] = book;
        }
    }

    public Book getBookAt(int index) {
        return books[index];
    }

    public int getSize() {
        return size;
    }

    @Override
    public Iterator<Book> createIterator() {
        return new BookshelfIterator(this);
    }
}

具体迭代器

public class BookshelfIterator implements Iterator<Book> {
    private Bookshelf bookshelf;
    private int index = 0;

    public BookshelfIterator(Bookshelf bookshelf) {
        this.bookshelf = bookshelf;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return index < bookshelf.getSize();
    }

    @Override
    public Book next() {
        if (hasNext()) {
            return bookshelf.getBookAt(index++);
        }
        return null;
    }
}

使用示例

Bookshelf bookshelf = new Bookshelf(3);
bookshelf.addBook(new Book("Java入门"));
bookshelf.addBook(new Book("设计模式"));
bookshelf.addBook(new Book("算法导论"));

Iterator<Book> iterator = bookshelf.createIterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Book book = iterator.next();
    System.out.println(book.getTitle());
}

Java内置迭代器

Java集合框架内置Iterator接口：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");
list.add("C");

// 使用迭代器
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String item = iterator.next();
    System.out.println(item);
}

// 使用forEach（Java 8+）
list.forEach(System.out::println);

// 使用增强for循环
for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

迭代器删除元素

Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String item = iterator.next();
    if ("B".equals(item)) {
        iterator.remove();  // 安全删除当前元素
    }
}

注意：迭代过程中直接调用list.remove()会抛ConcurrentModificationException

双向迭代器

public interface BidirectionalIterator<T> extends Iterator<T> {
    boolean hasPrevious();
    T previous();
}

// ListIterator实现双向遍历
ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();
while (listIterator.hasNext()) {
    System.out.println(listIterator.next());
}
while (listIterator.hasPrevious()) {
    System.out.println(listIterator.previous());
}

不同遍历方式

// 正向遍历
Iterator<Book> forwardIterator = bookshelf.createIterator();

// 反向遍历
Iterator<Book> reverseIterator = bookshelf.createReverseIterator();

迭代器模式优点

1. 统一遍历方式，简化客户端
2. 不暴露集合内部结构
3. 支持多种遍历方式
4. 同一集合可多个迭代器同时遍历

注意事项

遍历过程中修改集合需使用迭代器的remove()

迭代器实现应保证hasNext()和next()一致性

Java集合已内置迭代器，通常无需自定义

foreach底层就是迭代器

要点总结

1. 迭代器模式统一遍历聚合对象
2. Iterator接口定义hasNext()和next()
3. Aggregate接口创建迭代器
4. Java集合框架已实现迭代器模式
5. 遍历时删除元素使用iterator.remove()