定义

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为设计模式，它提供了一种方式来顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又无需暴露该对象的内部表示。

应用场景

迭代器模式适用于以下场景：

1. 当你需要对聚合对象提供多种遍历方式时。
2. 当你需要一个统一的接口来遍历不同的聚合结构时。
3. 当你希望隐藏聚合对象的复杂结构，只暴露遍历的接口时。

示例与反例

示例：

创建一个社交网络类的朋友列表，使用迭代器模式来访问列表中的朋友。

// 迭代器接口
interface Iterator<T> {boolean hasNext();T next();
}// 聚合接口
interface SocialNetwork {Iterator<String> createFriendsIterator();
}// 具体聚合类
class FriendsList implements SocialNetwork {private List<String> friends;public FriendsList(List<String> friends) {this.friends = friends;}@Overridepublic Iterator<String> createFriendsIterator() {return new FriendsIterator(friends);}// 具体迭代器类private class FriendsIterator implements Iterator<String> {private int index = 0;private List<String> friends;public FriendsIterator(List<String> friends) {this.friends = friends;}@Overridepublic boolean hasNext() {return index < friends.size();}@Overridepublic String next() {if (hasNext()) {return friends.get(index++);}return null;}}
}// 客户端代码
public class IteratorPatternExample {public static void main(String[] args) {List<String> friends = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");FriendsList friendsList = new FriendsList(friends);Iterator<String> iterator = friendsList.createFriendsIterator();while (iterator.hasNext()) {String friend = iterator.next();System.out.println("Visited: " + friend);}}
}

反例：

一个反例是直接暴露聚合对象的内部结构，比如允许外部直接访问数组或列表，这样做会破坏封装性，使得聚合结构的修改会影响到使用它的客户端代码。

原则间的权衡与冲突

• 单一职责原则：迭代器模式允许你将遍历逻辑和业务逻辑分离，满足单一职责原则。
• 开闭原则：你可以实现新的迭代器来支持不同的遍历方式，而无需修改聚合对象，满足开闭原则。
• 松耦合：迭代器模式提供了一种松耦合的设计，聚合对象和遍历逻辑之间的耦合降低。

设计模式的局限性

迭代器模式的局限性包括：

• 复杂性：对于简单的聚合结构，使用迭代器模式可能会增加不必要的复杂性。
• 性能问题：如果迭代器实现不当，可能导致性能问题，特别是在遍历大型集合时。
• 同步问题：在多线程环境下，迭代器可能需要额外的机制来处理并发修改。

总结与建议

迭代器模式是一种常用的设计模式，它提供了一种标准的方法来遍历聚合对象。该模式有助于保持代码的干净和可管理，同时也支持对聚合对象的多种遍历方式。

建议：

• 在设计迭代器时，应确保其正确处理聚合对象中的并发修改。
• 避免在迭代器中实现复杂的业务逻辑，迭代器应专注于元素的遍历。
• 当聚合结构简单且不预期变化时，可以考虑是否真的需要迭代器模式。
• 为了提高性能，可以考虑使用懒加载或缓存机制。

迭代器模式提供了一种清晰的方式来访问聚合对象的元素，而无需了解其内部结构，这有助于减少系统各部分之间的依赖。正确应用迭代器模式可以提高代码的可维护性和扩展性。