迭代器模式通过分离遍历逻辑与集合结构,实现安全高效的数据访问。go语言利用闭包、接口和泛型模拟该模式:闭包可快速创建函数式迭代器;接口统一不同集合的遍历行为;泛型(Go 1.18+)则提升类型安全性与代码复用性,适用于切片、树结构及大数据流等场景。

在Go语言中,虽然没有像c++或java那样提供内置的迭代器接口,但通过函数、闭包和接口的组合,可以很好地实现迭代器模式来安全、高效地遍历集合。这种方式不仅能解耦集合的内部结构与遍历逻辑,还能支持延迟计算和无限序列的处理。
什么是迭代器模式
迭代器模式是一种行为设计模式,它允许你访问集合对象的元素而不暴露其内部表示。核心思想是将遍历逻辑从集合中抽离出来,交给一个独立的迭代器对象处理。
在Go中,我们通常使用函数类型(如func() (Interface{}, bool))或自定义接口来模拟迭代器的行为。
基于函数的简单迭代器实现
利用闭包,我们可以快速构建一个返回“下一个元素”函数的迭代器。这种方式简洁且易于理解。
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以遍历整型切片为例:
func intSliceIterator(slice []int) func() (int, bool) { index := 0 return func() (int, bool) { if index >= len(slice) { return 0, false } value := slice[index] index++ return value, true } }
使用方式如下:
iter := intSliceIterator([]int{1, 2, 3}) for { val, ok := iter() if !ok { break } fmt.Println(val) }
这种写法利用了闭包捕获index变量,每次调用都返回下一个值,直到结束。
使用接口统一迭代器行为
为了提升代码的可复用性和类型一致性,可以定义一个通用的迭代器接口:
type Iterator interface { Next() (interface{}, bool) }
然后为不同的集合类型实现该接口。例如,为字符串切片实现迭代器:
type StringSliceIterator struct { slice []string index int } func (s *StringSliceIterator) Next() (interface{}, bool) { if s.index >= len(s.slice) { return nil, false } value := s.slice[s.index] s.index++ return value, true }
调用时可通过统一接口处理:
func PrintAll(iter Iterator) { for { val, ok := iter.Next() if !ok { break } fmt.Println(val) } }
这样无论底层是数组、链表还是其他结构,只要实现了Iterator接口,就能被同一函数处理。
支持泛型的现代Go迭代器(Go 1.18+)
从Go 1.18开始引入泛型后,我们可以写出更安全且类型明确的迭代器。
重新定义泛型版本的迭代器接口:
type Iterator[T any] interface { Next() (T, bool) }
再实现一个泛型切片迭代器:
type SliceIterator[T any] struct { slice []T index int } func NewSliceIterator[T any](slice []T) *SliceIterator[T] { return &SliceIterator[T]{slice: slice, index: 0} } func (s *SliceIterator[T]) Next() (T, bool) { var zero T if s.index >= len(s.slice) { return zero, false } value := s.slice[s.index] s.index++ return value, true }
使用示例:
iter := NewSliceIterator([]string{"a", "b", "c"}) for { val, ok := iter.Next() if !ok { break } fmt.Println(val) // 输出 a b c }
泛型让迭代器既能保持类型安全,又无需重复编写逻辑相似的结构体。
基本上就这些。Go通过闭包、接口和泛型的组合,完全可以实现灵活高效的迭代器模式。关键在于把“获取下一个”的逻辑封装好,同时避免暴露集合内部细节。这种模式在处理大数据流、树结构或需要定制遍历顺序的场景中特别有用。不复杂但容易忽略的是边界判断和状态管理,务必确保Next()在结束后稳定返回false。


