Golang如何应用迭代器模式遍历集合

Go语言通过接口、channel、闭包等方式实现迭代器模式。①定义Iterator接口及SliceIterator结构体遍历切片;②用goroutine和channel实现惰性求值的IntGenerator;③封装InOrderIterator结构体实现二叉树中序遍历;④利用闭包创建状态捕获的MakeCounter函数,返回递增函数。

golang如何应用迭代器模式遍历集合

在Go语言中,虽然没有像C++或Java那样的显式面向对象语法支持,但依然可以通过接口和闭包优雅地实现迭代器模式。该模式用于顺序访问集合元素,而无需暴露其底层结构。以下是几种常见的实现方式。

使用接口定义迭代器

通过定义一个统一的迭代器接口,可以为不同类型的集合提供一致的遍历方式。

type Iterator interface {    HasNext() bool    Next() interface{}}

type SliceIterator struct {slice []interface{}index int}

func (it *SliceIterator) HasNext() bool {return it.index < len(it.slice)}

func (it *SliceIterator) Next() bool {if it.HasNext() {val := it.slice[it.index]it.index++return val}return nil}

使用示例:

data := []interface{}{"a", "b", "c"}iter := &SliceIterator{slice: data, index: 0}for iter.HasNext() {    fmt.Println(iter.Next())}

利用Go的range和channel实现惰性迭代

更符合Go习惯的方式是结合goroutine与channel,实现流式、惰性求值的迭代器。

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func IntGenerator(start, end int) <-chan int {    ch := make(chan int)    go func() {        for i := start; i < end; i++ {            ch <- i        }        close(ch)    }()    return ch}

调用方式简洁自然:

for num := range IntGenerator(1, 5) {    fmt.Println(num)}

封装结构体实现类型安全的迭代器

针对特定数据结构(如二叉树、链表)可设计专用迭代器,提升类型安全性。

type TreeNode struct {    Val   int    Left  *TreeNode    Right *TreeNode}

type InOrderIterator struct {stack []TreeNodecurr TreeNode}

func NewInOrderIterator(root TreeNode) InOrderIterator {return &InOrderIterator{curr: root}}

func (it *InOrderIterator) HasNext() bool {return it.curr != nil || len(it.stack) > 0}

func (it *InOrderIterator) Next() int {for it.curr != nil {it.stack = append(it.stack, it.curr)it.curr = it.curr.Left}

node := it.stack[len(it.stack)-1]it.stack = it.stack[:len(it.stack)-1]val := node.Valit.curr = node.Rightreturn val

}

使用函数式风格的闭包迭代器

利用闭包捕获状态,返回一个每次调用产生下一个值的函数。

func MakeCounter(start, step int) func() int {    current := start    return func() int {        defer func() { current += step }()        return current    }}

使用方式如下:

next := MakeCounter(1, 2)for i := 0; i < 5; i++ {    fmt.Println(next()) // 输出 1, 3, 5, 7, 9}

基本上就这些。Go虽无传统意义上的类与继承,但凭借接口、闭包和channel,完全可以灵活实现迭代器模式,关键是选择合适场景下的最简洁方案。

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