迭代器模式的原理和实现

迭代器模式（Iterator Design Pattern），也叫作游标模式（Cursor Design Pattern）。

迭代器是用来遍历容器的，所以，一个完整的迭代器模式一般会涉及容器和容器迭代器两部分内容。为了达到基于接口而非实现编程的目的，容器又包含容器接口、容器实现类，迭代器又包含迭代器接口、迭代器实现类。

一个demo：

// 接口定义方式一
public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    void next();
    E currentItem();
}

public class ArrayList<E> implements Iterator<E> {
    private int cursor;
    private ArrayList<E> arrayList;
    public ArrayIterator(ArrayList<E> arrayList) {
        this.cursor = 0;
        this.arrayList = arrayList;
    }

    public Iterator iterator() {
        return new ArrayIterator(this);
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return cursor != arrayList.size();
    }

    @Override
    public void next() {
        cursor++;
    }

    @Override
    public E currentItem() {
        if (cursor >= arrayList.size()) {
            throw new NoSuchElementException();
        }
        return arrayList.get(cursor);
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("xzg");
        names.add("wang");
        names.add("zheng");
        // Iterator<String> iterator = new ArrayIterator(names);
        Iterator<String> iterator = names.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.currentItem());
            iterator.next();
        }
    }
}

迭代器的优点

首先是Java中遍历的三种方式：

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("xzg");
names.add("wang");
names.add("zheng");
// 第一种遍历方式：for循环
for (int i = 0; i < names.size(); i++) {
    System.out.print(names.get(i) + ",");
}
// 第二种遍历方式：foreach循环
for (String name : names) {
    System.out.print(name + ",")
}
// 第三种遍历方式：迭代器遍历
Iterator<String> iterator = names.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.print(iterator.next() + ",");//Java中的迭代器接口是第二种定义方式，next
}

foreach 循环只是一个语法糖而已，底层是基于迭代器来实现的。

从代码上看，for循环要比 iterator简单，但是这是针对于数组这种数据结构来说的，如果是图或者树，用for循环则不那么容易。可以直接在迭代器中写好遍历，然后只注重与具体业务的开发，而不需要在业务层去书写这些遍历代码。

将游标指向的当前位置等信息，存储在迭代器类中，每个迭代器独享游标信息。这样，我们就可以创建多个不同的迭代器，同时对同一个容器进行遍历而互不影响。

最后，容器和迭代器都提供了抽象的接口，方便我们在开发的时候，基于接口而非具体的实现编程。当需要切换新的遍历算法的时候，比如，从前往后遍历链表切换成从后往前遍历链表，客户端代码只需要将迭代器类从 LinkedIterator 切换为 ReversedLinkedIterator 即可，其他代码都不需要修改。

参考

《设计模式之美》