迭代器模式

是什么？

迭代器模式提供一种方法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。

结构组成及作用

下图是模板方法模式的UML类图：

作用

举个例子，我们平常用的集合的iterator()返回的iterator就是“迭代器”。事实上，java.util.Collection.iterator()就是应用了迭代器模式。

为什么要使用迭代器模式？或者说，jdk的集合类为什么要实现迭代器模式呢？

我记得我刚开始学集合的时候，对于为何使用Iterator是有点疑惑。现在的话，我觉得迭代器起码能有这几点好处：

1. 重要的一点是，它提供了一种遍历聚合的方式，但并不会暴露内部实现。譬如，我们能通过ArrayList的iterator()获得Iterator对象（而不是内部实现的数组），但是我们不看源码是不会知道ArrayList是使用数组实现的。
2. 我们能通过共同的接口方法next()等实现集合的遍历操作，而不是每个不同的集合都构建一套操作，对于调用集合的Client来说，遍历代码能够重用共用。

示例实现

迭代器模式的实现在jdk中随处可见，可参考implement了java.util.Collection接口的集合类。

效果及应用场景

迭代器模式可用来：

• 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
• 支持对聚合对象的多种遍历。
• 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即, 支持多态迭代)。

后记

这里补充相关的foreach的实现原理。

foreach即形如以下代码的形式:
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add...
...
for(String s : list) {
    ...
}

众所周知，foreach能遍历集合类，先看下例子：

public class TestIteratorCompileMain {
    public static void main(String[] args) {
        String[] strings = {"a", "b", "c", "d", "e"};
        System.out.println("=====print string array =====");
        for (String s : strings) {
            System.out.println(s);
        }

        System.out.println("=====print list =====");
        List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(strings));
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

    }
}

那么应该有人疑惑为什么foreach能循环遍历集合？ 我将上面的java类例子的.class文件利用工具反编译得出如下代码（其实也可用javap -verbose来查看）:

        String[] list = strings;
        int var3 = strings.length;

        for(int s = 0; s < var3; ++s) {
            String s1 = list[s];
            System.out.println(s1);
        }

        System.out.println("=====print list =====");
        ArrayList var6 = new ArrayList(Arrays.asList(strings));
        Iterator var7 = var6.iterator();

        while(var7.hasNext()) {
            String var8 = (String)var7.next();
            System.out.println(var8);
        }

    }
}

对比上述两代码块，可得出结论：foreach是一个java语法糖。

那么foreach的适用范围是什么？

这是《java语言规范》对foreach的定义(Java Language Specification | 14.14.2. The enhanced for statement )，里面有一句话：

The type of the Expression must be Iterable or an array type (§10.1), or a compile-time error occurs.

也就是说foreach仅适用于实现了Iterator接口的类或数组类型。

references

[1]Erich Gamma,Richard Helm,Ralph Johnson,John Vlissides.设计模式:可复用面向对象软件的基础[M].中国:机械工业出版社，2000