设计模式——迭代器模式（附代码示例）

article/2025/10/3 16:04:17

一. 传统方式

以学校院系展示为例，实现在一个页面展示学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。传统方式实现类图如下：

传统方式将学院看做是学校的子类，系是学院的子类，这样实际上是站在组织大小来进行分层次的。实际上我们的要求是在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系，而每个院对于系的存储方式各不相同（如数组、集合等），因此这种方案，不能很好实现的实现遍历操作。故引出迭代器模式。

二. 迭代器模式

1. 概念

迭代器模式(Iterator Pattern)是常用的设计模式，属于行为型模式。如果我们的集合元素是用不同的方式实现的，有数组，还有java的集合类，或者还有其他方式，当客户端要遍历这些集合元素的时候就要使用多种遍历方式，而且还会暴露元素的内部结构，可以考虑使用迭代器模式解决。

迭代器模式，提供一种遍历集合元素的统一接口，用一致的方法遍历集合元素，不需要知道集合对象的底层表示，即不暴露其内部的结构。

2. 迭代器原理类图

Iterator: 迭代器接口，是系统提供，含义hasNext, next, remove

ConcreteIterator: 具体的迭代器类，管理迭代

Aggregate: 一个统一的聚合接口，将客户端和具体聚合解耦

ConcreteAggregate: 具体的聚合持有对象集合，并提供一个方法，返回一个迭代器，该迭代器可以正确遍历集合

Client: 客户端，通过Iterator和Aggregate依赖子类

3. 代码示例

类图

College接口，对学院进行抽象

public interface College {public String getName();//增加系的方法public void addDepartment(String name,String desc);//返回一个迭代器，遍历public Iterator createIterator();
}

ComputerCollegeIterator类，实现Iterator接口，按数组方式实现hasNext, next, remove

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {//需要知道Department是以怎样的方式存放,此处为数组Department[] departments;int position = 0;public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) {this.departments = departments;}@Overridepublic boolean hasNext() {if (position >= departments.length || departments[position] == null) {return false;}return true;}@Overridepublic Object next() {Department department = departments[position];position++;return department;}//默认空实现@Overridepublic void remove() {}
}

ComputerCollege类，实现College接口，以数组形式存储系

public class ComputerCollege implements College{Department[] departments;int count = 0;//保存当前数组元素个数public ComputerCollege() {departments = new Department[5];addDepartment("JAVA","JAVA");addDepartment("C++","C++");addDepartment("Python","Python");}@Overridepublic String getName() {return "计算机学院";}@Overridepublic void addDepartment(String name, String desc) {Department department = new Department(name, desc);departments[count] = department;count++;}@Overridepublic Iterator createIterator() {return new ComputerCollegeIterator(departments);}
}

InfoCollegeIterator类，实现Iterator接口，按集合方式实现hasNext, next, remove

public class InfoCollegeIterator implements Iterator {List<Department> departments;int position = -1;public InfoCollegeIterator(List<Department> departments) {this.departments = departments;}@Overridepublic boolean hasNext() {if (position >= departments.size()-1) {return false;}else {position++;return true;}}@Overridepublic Object next() {Department department = departments.get(position);return department;}@Overridepublic void remove() {}
}

InfoCollege类，实现College接口，以集合形式存储系

public class InfoCollege implements College {List<Department> departments;public InfoCollege() {departments = new ArrayList<>();addDepartment("信息安全", "信息安全");addDepartment("网络安全", "网络安全");}@Overridepublic String getName() {return "信息学院";}@Overridepublic void addDepartment(String name, String desc) {Department department = new Department(name, desc);departments.add(department);}@Overridepublic Iterator createIterator() {return new InfoCollegeIterator(departments);}
}

OutPutImpl类，提供一个方法，返回一个迭代器，该迭代器可以正确遍历集合，输出各个院系

public class OutPutImpl {//学院集合private List<College> collegeList;public OutPutImpl(List<College> collegeList) {this.collegeList = collegeList;}//遍历所有学院，然后调用printDepartment 输出各个学院的系public void printCollege(){Iterator<College> iterator = collegeList.iterator();while (iterator.hasNext()){College college = iterator.next();System.out.println("====="+college.getName()+"=======");printDepartment(college.createIterator());}}//输出系public void printDepartment(Iterator iterator){while (iterator.hasNext()){Department next = (Department) iterator.next();System.out.println(next.getName());}}
}

Client类

public class Client {public static void main(String[] args) {ArrayList<College> colleges = new ArrayList<>();ComputerCollege computerCollege = new ComputerCollege();InfoCollege infoCollege = new InfoCollege();colleges.add(computerCollege);colleges.add(infoCollege);OutPutImpl outPut = new OutPutImpl(colleges);outPut.printCollege();}
}

输出结果