迭代器概述
迭代器在Java和C++等语言中都有应用，可以说是一种很常用的设计模式，只不过很多时候，我们没有意识到这其实也算是一种设计模式，仅仅把他当做语言的特性（可能仅仅是我这样看待......）。
迭代器的作用就是遍历容器元素。如果不使用迭代器，在java里我们会这样做。
Random random = new Random();
List<Integer> integers = Stream.generate(() -> random.nextInt(10)).limit(100).collect(Collectors.toList());
for (int i = 0; i < integers.size(); i++) {
System.out.println(integers.get(i));
}
即利用循环和索引来遍历数组。这种方式是比较原始的方式，下面是Java里使用迭代器的方式来遍历（值得注意的是，Java5之后的for-each循环最终编译后生成的使用迭代器的方式遍历）
Iterator<Integer> iterator = integers.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
这就是Java里的迭代器，Java已经帮我们实现好了迭代器，JDK里的容器都会实现对应的迭代器，我们可以直接使用。下面我们来自动动手写一下迭代器模式。
自己实现迭代器
从Java里相关源码可以看出，要完整实现迭代器，需要以下五个部分：
- 迭代器的抽象接口
- 表示可迭代的接口(Iterable接口)，里面至少含有iterator()方法。
- 容器抽象接口，继承了Iterable接口。
- 容器的实现类，实现了容器抽象接口的类。
- 迭代器的实现类，实现迭代器的抽象接口，一般作为容器的实现类的内部类。
如下代码所示：
//1.
public interface Iterator<E> {
E next();
boolean hasNext();
//不支持remove
default void remove() {
throw new UnsupportedOperationException("remove");
}
}
//2.
public interface Iterable<E> {
Iterator<E> iterator();
}
//3.
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
void add(E e);
void remove(E e);
}
//4.
public class MyCollection<E> implements Collection<E> {
private List<E> list = new ArrayList<>();
@Override
public void add(E e) {
list.add(e);
}
@Override
public void remove(E e) {
list.remove(e);
}
@Override
public Iterator<E> iterator() {
return new MyIterator<>(this.list);
}
//5.
private class MyIterator<E> implements Iterator<E> {
private List<E> list = new ArrayList<>();
private int index;
private int size;
public MyIterator(List<E> list) {
this.list = list;
this.index = 0;
this.size = this.list.size();
}
@Override
public E next() {
return hasNext() ? list.get(index++) : null;
}
@Override
public boolean hasNext() {
return index < size;
}
}
}
//测试类
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Collection<Integer> collection = new MyCollection<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
collection.add(i);
}
Iterator<Integer> iter = collection.iterator();
while (iter.hasNext()) {
System.out.println(iter.next());
}
}
}
上述代码很简单，比不少源码的完善，但基本功能算是实现了，不赘述了。
迭代器的特点
- 封装性好，将遍历封装在迭代器内部，用户可以不用关心具体的遍历手段，用统一的接口访问即可。
- 便利性较好，尤其是对于Map这种容器，自己写for循环遍历会比较麻烦，尤其是Java5的语法糖for-each。
- 可以有多种遍历方式，例如正向遍历和反向遍历。
- 对List这种有序容器来说，可能for加上索引的方式会更加好。
小结
现在可以给出迭代器模式的定义了：迭代器模式提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部的表示
本系列文章参考书籍是《Head First 设计模式》，文中代码示例出自书中。
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