一、說明

迭代器模式是一種行為設計模式，讓你能在不暴露集合底層表現形式（列表、棧和樹等）的情況下遍歷集合中所有的元素。

(一) 解決問題

遍歷聚合對象中的元素，而不需要暴露該對象的內部表示

(二) 使用場景

• 需要對聚合對象中元素進行遍歷，并且不想暴露其內部結構
• 減少程序中重復的遍歷代碼時
• 能夠遍歷不同的甚至是無法預知的數據結構時

二、結構

1. 迭代器（Iterator）接口聲明了遍歷集合所需的操作：獲取下一個元素、獲取當前位置和重新開始迭代等。
2. 具體迭代器（ConcreteIterators）實現遍歷集合的一種特定算法。迭代器對象必須跟蹤自身遍歷的進度。這使得多個迭代器可以相互獨立地遍歷同一集合。
3. 集合（Collection）接口聲明一個或多個方法來獲取與集合兼容的迭代器。請注意，返回方法的類型必須被聲明為迭代器接口，因此具體集合可以返回各種不同種類的迭代器。
4. 具體集合（ConcreteCollections）會在客戶端請求迭代器時返回一個特定的具體迭代器類實體。你可能會琢磨，剩下的集合代碼在什么地方呢？不用擔心，它也會在同一個類中。只是這些細節對于實際模式來說并不重要，所以我們將其省略了而已。
5. 客戶端（Client）通過集合和迭代器的接口與兩者進行交互。這樣一來客戶端無需與具體類進行耦合，允許同一客戶端代碼使用各種不同的集合和迭代器。客戶端通常不會自行創建迭代器，而是會從集合中獲取。但在特定情況下，客戶端可以直接創建一個迭代器（例如當客戶端需要自定義特殊迭代器時）。

三、偽代碼

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
__doc__ = """
迭代器模式例：迭代樹結構對象
"""from collections.abc import Iterable, Iteratorclass TreeNode:"""樹節點類"""def __init__(self, value):self.value = valueself.children = []def add_child(self, child):self.children.append(child)def __str__(self, level=0):indent = " " * levelresult = f"{indent}{self.value}\n"for child in self.children:result += child.__str__(level + 4)return resultclass Tree(Iterable):"""聚合對象"""def __init__(self, root):self.root = rootdef __iter__(self) -> Iterator:return TreeIterator(self.root)class TreeIterator(Iterator):"""迭代器"""def __init__(self, node):self.stack = [node]def __next__(self):if not self.stack:raise StopIterationnode = self.stack.pop()self.stack.extend(reversed(node.children))return node.valueif __name__ == "__main__":"""ABDECF"""# 構建樹形結構root = TreeNode("A")b = TreeNode("B")c = TreeNode("C")d = TreeNode("D")e = TreeNode("E")f = TreeNode("F")root.add_child(b)root.add_child(c)b.add_child(d)b.add_child(e)c.add_child(f)# 遍歷樹形結構tree = Tree(root)for value in tree:print(value)

四、優缺點

優點

• 簡化了聚合對象的接口：迭代器模式將遍歷集合元素的責任分離出來，使得聚合對象和迭代器對象的職責更加清晰，聚合對象只需提供迭代器而無需關注遍歷邏輯。
• 隱藏了集合的內部結構：迭代器模式封裝了集合的內部實現細節，使得客戶端可以透明地訪問集合元素，而不必關心集合的具體實現方式。

缺點

• 不適合過于簡單的集合：對于結構簡單、元素數量少的集合，不如直接遍歷集合來得簡單直接。

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【Python筆記】設計模式-CSDN博客