漫谈设计模式 [14]：迭代器模式

引导性开场

菜鸟:

最近在处理一个项目时，我遇到一个问题。我需要遍历一个集合中的元素，但集合的结构可能会变化。每次我都要写很多重复的代码，这让我很困惑。有没有更好的方法呢？

老鸟:

这个问题很常见。你有没有听说过迭代器模式？

菜鸟:

迭代器模式？听起来有点陌生，你能详细说说吗？

渐进式介绍概念

老鸟:

当然可以！我们先从一个生活中的例子开始。想象你有一本书，你想一页一页地阅读。你会一页一页地翻，而不是一次性把所有页都看完，对吧？迭代器模式就是这样的一个“翻页器”，它让你可以逐个处理集合中的元素，而不需要关心集合的内部结构。

菜鸟:

那听起来挺直观的。那这种模式的核心思想是什么呢？

老鸟:

核心思想很简单：通过提供一种方法，使你能够顺序地访问一个集合中的元素，而不需要暴露集合的内部表示。

Python代码示例，逐步展开

菜鸟:

那能给我一个简单的代码示例吗？

老鸟:

好的，我们先从一个最简单的例子开始。假设我们有一个列表，我们想要逐个访问它的元素。

python">class SimpleIterator:def __init__(self, collection):self._collection = collectionself._index = 0def __next__(self):if self._index < len(self._collection):result = self._collection[self._index]self._index += 1return resultelse:raise StopIterationdef __iter__(self):return self# 使用示例
simple_list = [1, 2, 3, 4]
iterator = SimpleIterator(simple_list)for item in iterator:print(item)

菜鸟:

我明白了，这个 SimpleIterator 通过 __next__ 方法遍历了集合中的每个元素。而 __iter__ 方法则返回了迭代器自身。

老鸟:

没错，这个就是最基础的迭代器实现。我们可以进一步扩展，让它支持更多类型的集合。

菜鸟:

那怎么扩展呢？

老鸟:

我们可以引入一个抽象的迭代器接口，然后为不同的集合类型实现不同的迭代器。

python">from abc import ABC, abstractmethodclass Iterator(ABC):@abstractmethoddef __next__(self):pass@abstractmethoddef __iter__(self):passclass ListIterator(Iterator):def __init__(self, collection):self._collection = collectionself._index = 0def __next__(self):if self._index < len(self._collection):result = self._collection[self._index]self._index += 1return resultelse:raise StopIterationdef __iter__(self):return self# 使用示例
list_collection = [1, 2, 3, 4]
list_iterator = ListIterator(list_collection)for item in list_iterator:print(item)