Day42【概念解析】迭代器模式
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整理定义
中文名称：迭代器模式
英文名称：iterator pattern
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What is iterator pattern?
📌 迭代器模式是一种行为设计模式。它通过迭代器来访问容器的全体对象，在不暴露对象的内部结构的同时，提供一种顺序遍历全体对象。它能够将算法与容器解耦。
🌰*1
图书馆的书籍管理：在图书馆中，我们可以使用迭代器模式来遍历书架上的所有书籍。每一本书都可以被看作是一个元素，而书架则是一个聚合对象。我们可以创建一个迭代器，用于遍历书架上的每一本书，而无需知道书架的内部结构。
🌰*2
电视遥控器：电视遥控器上的频道切换按钮就是一个迭代器模式的例子。当我们按下频道切换按钮时，电视会按照一定的顺序切换到下一个频道。在这个过程中，我们无需知道电视内部如何存储和管理这些频道，只需要使用遥控器上的按钮就可以遍历所有的频道。
🌰*3
在Java的容器中，像 ArrayList 就提供了 iterator 方法，提供了可以遍历使用的迭代器。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Cherry");
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String fruit = it.next();
System.out.println(fruit);
}
}
}使用ArrayList的迭代器时，有一些注意事项：
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并发修改：如果在使用迭代器遍历ArrayList的过程中，对ArrayList进行了结构性修改（如添加、删除元素），那么将会抛出ConcurrentModificationException。为了避免这种情况，可以使用迭代器的remove()方法来删除元素，或者使用CopyOnWriteArrayList。
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next()方法的使用：在调用next()方法获取下一个元素之前，应该先调用hasNext()方法检查是否还有下一个元素。如果没有下一个元素，但是仍然调用了next()方法，那么将会抛出NoSuchElementException。
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迭代器的单向性：ArrayList的迭代器是单向的，也就是说，它只能从前向后遍历元素，不能从后向前遍历。如果需要从后向前遍历元素，可以使用ListIterator。
迭代器模式的结构
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迭代器 （Iterator） 接口声明了遍历集合所需的操作： 获取下一个元素、 获取当前位置和重新开始迭代等。
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具体迭代器 （Concrete Iterators） 实现遍历集合的一种特定算法。 迭代器对象必须跟踪自身遍历的进度。 这使得多个迭代器可以相互独立地遍历同一集合。
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集合 （Collection） 接口声明一个或多个方法来获取与集合兼容的迭代器。 请注意， 返回方法的类型必须被声明为迭代器接口， 因此具体集合可以返回各种不同种类的迭代器。
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具体集合 （Concrete Collections） 会在客户端请求迭代器时返回一个特定的具体迭代器类实体。 你可能会琢磨， 剩下的集合代码在什么地方呢？ 不用担心， 它也会在同一个类中。 只是这些细节对于实际模式来说并不重要， 所以我们将其省略了而已。
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客户端 （Client） 通过集合和迭代器的接口与两者进行交互。 这样一来客户端无需与具体类进行耦合， 允许同一客户端代码使用各种不同的集合和迭代器。
优缺点
优点：
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单一职责原则。 通过将体积庞大的遍历算法代码抽取为独立的类， 你可对客户端代码和集合进行整理。
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开闭原则。 你可实现新型的集合和迭代器并将其传递给现有代码， 无需修改现有代码。
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你可以并行遍历同一集合， 因为每个迭代器对象都包含其自身的遍历状态。
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相似的， 你可以暂停遍历并在需要时继续。
缺点：
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如果你的程序只与简单的集合进行交互， 应用该模式可能会矫枉过正。
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对于某些特殊集合， 使用迭代器可能比直接遍历的效率低。
理解体会
迭代器模式在实际的代码开发中随处可见，Java所有的容器都需要实现 Iterator 这个接口，并提供next() 方法进行顺序遍历。
在Python中，for i in range(10) 就是一个非常简单的迭代器，这个for 循环可以从0遍历到9。
掌握好迭代器也是非常重要的。