JAVA设计模式20：迭代者模式，实现顺序访问集合对象

布满荆棘的人生 2024-02-19 08:37 10阅读 0赞

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> **作者简介**：3年JAVA全栈开发经验，专注JAVA技术、系统定制、远程指导，致力于企业数字化转型，CSDN博客专家，阿里云社区专家博主，蓝桥云课讲师。

#### 目录 ####

*  一、什么是迭代者模式
 *  二、迭代者模式实例
 *  三、迭代者模式的应用场景
 *  四、迭代者模式面试题

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## 一、什么是迭代者模式 ##

**迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为型设计模式，它提供了一种顺序访问集合对象元素的方法，而无需暴露集合对象的内部表示。**

迭代器模式通常包括以下  4 4 4 个角色，请同学们认真学习。

1.  **迭代器**（Iterator）：定义访问和遍历元素的接口，包括获取下一个元素、判断是否还有下一个元素等方法。
2.  **具体迭代器**（ConcreteIterator）：实现迭代器接口，具体定义了对集合进行遍历的具体实现。
3.  **集合**（Collection）：定义集合对象的接口，包括获取迭代器对象等方法。
4.  **具体集合**（ConcreteCollection）：实现集合接口，具体定义了集合对象的具体实现。

迭代器模式的核心思想是**将遍历集合对象的操作与集合对象本身分离开来，使得遍历算法可以独立于集合对象进行变化**。通过迭代器模式，我们可以对集合对象进行多种遍历方式，而无需修改集合对象的结构。

在Java中，迭代器模式是通过 `java.util.Iterator` 接口和 `java.util.Collection` 接口来实现的。`Iterator`接口定义了访问和遍历集合元素的方法，而 `Collection` 接口定义了获取迭代器对象的方法。

使用迭代器模式**可以使代码更加简洁，增加代码的可读性**，同时也提供了一种标准的遍历集合元素的方式。

> 迭代器模式是一种用于顺序访问集合对象元素的设计模式，通过将遍历操作与集合对象分离，提供了一种灵活的遍历集合的方式。

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## 二、迭代者模式实例 ##

以下是一个简单的 Java 迭代器模式的示例代码，请同学们复制到本地执行。

// 迭代器接口
    public interface Iterator<T> {
        
        boolean hasNext();
        T next();
    }
    
    // 集合接口
    public interface Collection<T> {
        
        Iterator<T> iterator();
    }
    
    // 具体迭代器实现
    public class ConcreteIterator<T> implements Iterator<T> {
        
        private T[] elements;
        private int position = 0;
    
        public ConcreteIterator(T[] elements) {
        
            this.elements = elements;
        }
    
        public boolean hasNext() {
        
            return position < elements.length;
        }
    
        public T next() {
        
            if (!hasNext()) {
        
                throw new NoSuchElementException();
            }
            T element = elements[position];
            position++;
            return element;
        }
    }
    
    // 具体集合实现
    public class ConcreteCollection<T> implements Collection<T> {
        
        private T[] elements;
    
        public ConcreteCollection(T[] elements) {
        
            this.elements = elements;
        }
    
        public Iterator<T> iterator() {
        
            return new ConcreteIterator<>(elements);
        }
    }
    
    // 测试代码
    public class IteratorPatternExample {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            String[] names = {
        "Alice", "Bob", "Charlie", "Dave"};
    
            Collection<String> collection = new ConcreteCollection<>(names);
            Iterator<String> iterator = collection.iterator();
    
            while (iterator.hasNext()) {
        
                String name = iterator.next();
                System.out.println(name);
            }
        }
    }

在上述示例中，我们定义了一个迭代器接口 `Iterator` 和一个集合接口`Collection`。

然后，我们实现了具体的迭代器 `ConcreteIterator` 和具体的集合 `ConcreteCollection`。

在测试代码中，我们**创建了一个字符串数组作为集合元素，并使用迭代器遍历打印出每个元素的值**。

通过使用迭代器模式，我们可以**将遍历集合的逻辑从集合对象中分离出来，使得集合对象的实现更加简洁**，同时提供了一种统一的访问和遍历元素的方式。

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## 三、迭代者模式的应用场景 ##

迭代器模式在 Java 中有许多实际应用场景，以下是  4 4 4 个常见的应用场景，请同学们认真学习。

1.  **集合类**：Java 中的各种集合类（如 `ArrayList`、`LinkedList`、`HashSet` 等）都使用了迭代器模式。通过迭代器，我们可以遍历集合中的元素，而无需了解集合的内部实现细节。
2.  **文件解析**：当我们需要解析一个复杂的文件格式（如XML、JSON等）时，可以使用迭代器模式来遍历文件的各个部分。迭代器模式可以将解析和遍历的逻辑分离，使得代码更加灵活和可扩展。
3.  **数据库操作**：在数据库操作中，我们经常需要遍历查询结果集。使用迭代器模式，我们可以通过迭代器逐个取出数据库查询结果的记录，而无需将所有记录都一次性加载到内存中。
4.  **GUI组件**：在图形用户界面（GUI）开发中，我们经常需要遍历各种控件或组件。迭代器模式可以帮助我们遍历和操作组件，实现对用户界面的管理和控制。
5.  **网络通信**：在网络通信中，迭代器模式可以用于遍历接收到的数据包或消息。通过迭代器，我们可以逐个处理数据包，进行相应的业务逻辑处理。

> 迭代器模式适用于任何需要遍历和访问元素集合的场景，同时又希望将遍历逻辑与集合本身解耦的情况下使用。它能够提供一种一致、统一的遍历接口，使得代码更加灵活、可扩展和易于维护。

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## 四、迭代者模式面试题 ##

> 一、什么是迭代器模式？

迭代器模式是一种行为型设计模式，它提供了一种顺序访问集合对象元素的方法，而无需暴露集合对象的内部表示。通过将遍历操作与集合对象分离，迭代器模式可以提供一种灵活的遍历集合的方式。

> 二、迭代器模式的优点是什么？

迭代器模式的优点包括：

*  将遍历集合元素的操作与集合对象本身分离，提供了一种灵活的遍历集合的方式；
 *  简化了集合对象的接口，使其更加清晰和易于使用；
 *  支持多种遍历方式；
 *  提供了一种标准的遍历集元素的方式，提高了代码的可读性和可维护性。

> 三、迭代器模式的角色有哪些？

迭代器模式通常包括以下角色：

*  迭代器（Iterator）：定义访问和遍历元素的接口，包括获取下一个元素、判断是否还有下一个元素等方法。
 *  具体迭代器（ConcreteIterator）：实现迭代器接口，具体定义了对集合进行遍历的具体实现。
 *  集合（Collection）：集合对象的接口，包括获取迭代器对象等方法。
 *  具体集合（ConcreteCollection）：实现集合接口，具体定义了集合对象的具体实现。

> 四、在Java中，迭代器模式是如何实现的？

在Java中，迭代器模式是通过`java.util.Iterator`接口和`java.util.Collection`接口来实现的。`Iterator`接口定义了访问和遍历集合元素的方法，而`Collection`接口定义了获取迭代器对象的方法。

> 五、迭代器模式在哪些常见的Java类或接口中使用？

迭代器模式在Java中的常见应用包括：

*  各种集合类（如ArrayList、LinkedList、HashSet等）都使用了迭代器模式；
 *  文件解析时，可以使用迭代器模式来遍历文件的各个部分；
 *  数据库操作中，可以使用迭代器模式来遍历查询结果集；
 *  GUI组件开发中，可以使用迭代器模式来遍历和操作组件；
 *  网络通信中，可以使用迭代器模式来遍历接收到的数据包或消息。

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