迭代器模式（Iterator Pattern）

迭代器模式（Iterator Pattern）

1. 知识点总结

迭代器模式是一种行为型设计模式，核心思想是：

提供一种方法顺序访问聚合对象中的各个元素，而无需暴露该对象的内部表示。

在 Go 中，如果只是遍历 slice 或 map，内置的 range 关键字通常已经足够。迭代器模式更适用于以下场景：

• 集合内部结构复杂，比如树、图、链表；
• 需要为同一种集合提供多种遍历方式（正序、逆序、前序、后序等）；
• 需要多个独立的迭代器同时遍历同一个集合，各自维护自己的位置。

适用场景

• 希望统一遍历接口，屏蔽底层数据结构的差异；
• 需要在不暴露集合内部实现的情况下提供遍历能力；
• 需要支持并发或多种遍历策略。

优缺点

优点	缺点
隐藏集合内部结构，客户端只依赖迭代器接口	对于简单集合，直接用 range 更简洁
支持多种遍历方式和多个并发迭代器	遍历时修改集合可能导致迭代器失效
遍历逻辑从集合类中分离，职责清晰	额外引入接口和类型，增加了代码量

2. 示例代码

下面用书架（BookShelf）和书籍迭代器（BookIterator）来演示。客户端不需要知道书架内部是切片、链表还是树。

package main

import "fmt"

// Book 是聚合对象中的元素。
type Book struct {
	Title  string
	Author string
}

// Iterator 声明顺序访问集合的接口。
type Iterator interface {
	HasNext() bool
	Next() Book
}

// Aggregate 是拥有迭代器的集合接口。
type Aggregate interface {
	Iterator() Iterator
}

// BookShelf 是具体集合，内部用切片存储书籍。
type BookShelf struct {
	books []Book
}

func (b *BookShelf) Add(book Book) {
	b.books = append(b.books, book)
}

func (b *BookShelf) Iterator() Iterator {
	return &BookIterator{books: b.books}
}

// BookIterator 维护当前遍历位置，不暴露底层切片。
type BookIterator struct {
	books []Book
	index int
}

func (bi *BookIterator) HasNext() bool {
	return bi.index < len(bi.books)
}

func (bi *BookIterator) Next() Book {
	book := bi.books[bi.index]
	bi.index++
	return book
}

func main() {
	shelf := &BookShelf{}
	shelf.Add(Book{Title: "Go语言圣经", Author: "Alan A.A. Donovan"})
	shelf.Add(Book{Title: "Go语言设计与实现", Author: "Draven"})
	shelf.Add(Book{Title: "数据结构与算法", Author: "LeetCode"})

	it := shelf.Iterator()
	for it.HasNext() {
		book := it.Next()
		fmt.Printf("《%s》 - %s\n", book.Title, book.Author)
	}
}

3. 运行结果

《Go语言圣经》 - Alan A.A. Donovan
《Go语言设计与实现》 - Draven
《数据结构与算法》 - LeetCode

4. 关键点复盘

1. 统一遍历接口：无论集合是切片、链表还是树，只要实现 Iterator()，客户端代码就可以用 HasNext() + Next() 统一遍历。
2. 独立游标：每个迭代器维护自己的 index，同一个集合可以同时存在多个迭代器，互不干扰。
3. 不暴露内部结构：客户端拿不到 BookShelf.books 切片，只能通过迭代器访问，封装性更好。
4. Go 中优先考虑 range：对于简单集合，range 是更地道的写法；迭代器模式只在需要抽象遍历过程时使用。
5. 与访问者模式的配合：迭代器负责“按顺序拿出元素”，访问者负责“对元素执行操作”。两者经常一起使用来遍历复杂对象结构。