迭代器模式

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为设计模式，它提供了一种方法来顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而无需暴露该对象的内部表示。通过迭代器模式，可以简化集合类的设计，并且允许以统一的方式遍历不同的数据结构，如数组、链表、树等。

迭代器模式的主要角色

1. Iterator（迭代器接口）：声明了用于遍历聚合对象的接口，通常包括hasNext()和next()方法。
2. ConcreteIterator（具体迭代器）：实现了 Iterator 接口，同时跟踪当前遍历的进度并返回聚合中的元素。
3. Aggregate（聚合接口）：定义创建相应迭代器对象的接口，通常包含一个createIterator()方法。
4. ConcreteAggregate（具体聚合类）：实现了聚合接口，并返回一个具体的迭代器对象。

在 JavaScript 中的实现

尽管 JavaScript 原生支持迭代协议（如for...of循环和生成器），我们仍然可以通过示例了解如何手动实现迭代器模式。

示例：自定义迭代器

假设我们需要为一个简单的菜单列表实现迭代功能。

// Iterator（迭代器接口）
class Iterator {
  hasNext() {
    throw new Error("This method should be overridden");
  }

  next() {
    throw new Error("This method should be overridden");
  }
}

// ConcreteIterator（具体迭代器）
class ArrayIterator extends Iterator {
  constructor(items) {
    super();
    this.index = 0;
    this.items = items;
  }

  hasNext() {
    return this.index < this.items.length;
  }

  next() {
    if (this.hasNext()) {
      return this.items[this.index++];
    }
    return null;
  }
}

// Aggregate（聚合接口）
class Menu {
  createIterator() {
    throw new Error("This method should be overridden");
  }
}

// ConcreteAggregate（具体聚合类）
class MenuItemList extends Menu {
  constructor() {
    super();
    this.items = [];
  }

  addItem(item) {
    this.items.push(item);
  }

  createIterator() {
    return new ArrayIterator(this.items);
  }
}

// 使用示例
const menu = new MenuItemList();
menu.addItem("Pizza");
menu.addItem("Pasta");
menu.addItem("Salad");

const iterator = menu.createIterator();

while (iterator.hasNext()) {
  console.log(iterator.next());
}
// 输出:
// Pizza
// Pasta
// Salad

代码解释

• Iterator（迭代器接口）：定义了两个基本方法 hasNext() 和 next()。hasNext() 方法用于检查是否还有下一个元素，next() 方法用于获取下一个元素。
• ArrayIterator（具体迭代器）：实现了 Iterator 接口，维护了一个指向当前元素的索引，并提供了实际的遍历逻辑。
• Menu（聚合接口）：定义了一个 createIterator() 方法，所有具体聚合类都需要实现这个方法来提供相应的迭代器。
• MenuItemList（具体聚合类）：实现了 Menu 接口，并提供了一个方法来添加项目到菜单中。createIterator() 方法返回一个新的 ArrayIterator 实例，该实例可以遍历此菜单的所有项目。

应用场景

迭代器模式适用于以下几种情况：

• 当需要访问一个复杂的数据结构而不暴露其内部表示时。
• 当需要支持对同一数据结构使用不同类型的遍历时（例如前序遍历、后序遍历等）。
• 当希望遍历算法独立于数据结构之外时，以便于修改或扩展遍历方式。

通过使用迭代器模式，可以使客户端代码更加简洁，同时也提高了代码的可维护性和灵活性。此外，它还使得数据结构和遍历机制分离，有助于降低系统的耦合度。