目錄

1、核心思想

2、實現方式

2.1 模式結構

2.2 實現案例

3、優缺點分析

4、適用場景

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1、核心思想

目的：將遍歷邏輯與數據存儲結構解耦

概念：提供一種機制來按順序訪問集合中的各元素，而不需要知道集合內部的構造

舉例：

1>?書籍目錄與翻頁：目錄是迭代器，讀者通過目錄按順序查找內容，無需了解書籍的章節存儲方式

2>?音樂播放列表：播放器通過“下一曲”按鈕遍歷歌曲列表，不關心列表是數組還是鏈表

2、實現方式

2.1 模式結構

四種核心角色：

• Iterator（迭代器接口）?：迭代器的接口標準，定義遍歷元素的方法，如next()、hasNext()等。
• ConcreteIterator（迭代器實現）?：迭代器接口Iterator的具體實現類，管理遍歷的當前位置和邏輯。
• Aggregate（集合接口）?：集合標準接口，一種具備迭代能力的指標。
• ConcreteAggregate（集合實現）?：實現集合接口Aggregate的具體集合類，可以實例化并返回一個迭代器以供外部使用（如createIterator()）。

2.2 實現案例

以遍歷自定義集合為例，實現正向和反向迭代器：

// 迭代器接口
interface Iterator<T> {boolean hasNext();T next();
}// 具體聚合類（集合）
class BookCollection {private String[] books = {"Java", "Python", "C++"};// 創建正向迭代器public Iterator<String> createForwardIterator() {return new ForwardIterator();}// 創建反向迭代器public Iterator<String> createReverseIterator() {return new ReverseIterator();}// 正向迭代器（私有內部類）private class ForwardIterator implements Iterator<String> {private int index = 0;@Overridepublic boolean hasNext() {return index < books.length;}@Overridepublic String next() {if (hasNext()) {return books[index++];}return null;}}// 反向迭代器（私有內部類）private class ReverseIterator implements Iterator<String> {private int index = books.length - 1;@Overridepublic boolean hasNext() {return index >= 0;}@Overridepublic String next() {if (hasNext()) {return books[index--];}return null;}}
}// 客戶端調用
public class Client {public static void main(String[] args) {BookCollection collection = new BookCollection();System.out.println("正向遍歷：");Iterator<String> forward = collection.createForwardIterator();while (forward.hasNext()) {System.out.println(forward.next());}System.out.println("\n反向遍歷：");Iterator<String> reverse = collection.createReverseIterator();while (reverse.hasNext()) {System.out.println(reverse.next());}}
}

關鍵點：

• 封裝遍歷細節：迭代器內部維護遍歷狀態（如當前索引），客戶端僅調用hasNext()和next()。

• 支持多遍歷方式：同一集合可提供多種迭代器（如正向、反向、過濾等）。

3、優缺點分析

優點	缺點
解耦客戶端代碼與集合結構	增加類的數量（迭代器需單獨實現）
支持多種遍歷策略	簡單集合使用迭代器可能冗余
符合單一職責和開閉原則

4、適用場景

• 集合框架

  • Java的Collection通過Iterator提供遍歷能力，如List.iterator()。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {System.out.println(it.next());
}

• 復雜數據結構遍歷

  • 樹、圖等結構的深度優先（DFS）、廣度優先（BFS）遍歷。

class TreeNode {int val;TreeNode left, right;// 構造方法省略
}// 中序遍歷
class InOrderIterator implements Iterator<TreeNode> {private Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();public InOrderIterator(TreeNode root) {pushLeft(root);}private void pushLeft(TreeNode node) {while (node != null) {stack.push(node);node = node.left;}}@Overridepublic boolean hasNext() {return !stack.isEmpty();}@Overridepublic TreeNode next() {TreeNode node = stack.pop();pushLeft(node.right); // 處理右子樹return node;}
}// 使用示例
TreeNode root = buildTree(); // 構建二叉樹
Iterator<TreeNode> it = new InOrderIterator(root);
while (it.hasNext()) {System.out.println(it.next().val);
}

• 數據庫查詢結果處理

  • 遍歷查詢結果集（如JDBC的ResultSet）。

• 文件系統遍歷

  • 遞歸遍歷目錄中的文件。

• 分頁加載數據

  • 分批加載大數據集（如社交媒體的動態流）。