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如何使用Golang实现迭代器集合遍历_使用Iterator Pattern访问集合

P粉602998670

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发布时间:2025-12-15 17:27:10

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来源于php中文网

原创

Go 语言虽无内置 Iterator 接口,但可通过闭包(返回 (value, bool) 函数)、泛型接口(Iterator[T])或 channel 实现安全、解耦、可组合的迭代器模式,适配 slice、链表、IO 等多种场景。

如何使用golang实现迭代器集合遍历_使用iterator pattern访问集合

Go 语言本身没有内置的 Iterator 接口(不像 Java 或 C#),但你可以通过函数式风格或接口抽象,清晰、安全地实现类似迭代器模式(Iterator Pattern)的集合遍历。核心思路是:**将“如何访问集合内部元素”的逻辑封装起来,与集合结构解耦,同时支持多种遍历方式(如正向、反向、过滤、懒求值等)**。

用闭包模拟迭代器(最轻量实用)

对简单场景(如 slice、map),直接返回一个无参数、返回 (value, bool) 的函数,是最符合 Go 习惯的做法:

func NewIntSliceIterator(slice []int) func() (int, bool) {
    i := -1
    return func() (int, bool) {
        i++
        if i >= len(slice) {
            return 0, false
        }
        return slice[i], true
    }
}

使用时:

iter := NewIntSliceIterator([]int{10, 20, 30})
for v, ok := iter(); ok; v, ok = iter() {
    fmt.Println(v) // 输出 10, 20, 30
}
  • 无需定义额外类型或接口,零内存分配(闭包捕获局部变量)
  • 天然支持“一次遍历”,避免重复调用导致状态混乱
  • 可轻松组合:比如写个 FilterIterator 包裹原始迭代器,只返回满足条件的元素

用接口定义标准 Iterator(适合复杂集合)

当你的集合类型较复杂(如树、图、链表、数据库游标),建议定义显式接口,提升可测试性和扩展性:

立即学习go语言免费学习笔记(深入)”;

type Iterator[T any] interface {
    Next() bool          // 移动到下一个元素,返回是否成功
    Value() T            // 获取当前元素值(要求 Next() 返回 true 后才调用)
    Err() error          // 可选:支持带错误的迭代(如 I/O 迭代器)
}

示例:为自定义链表实现迭代器

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type ListNode[T any] struct {
    Val  T
    Next *ListNode[T]
}

type ListIterator[T any] struct { curr *ListNode[T] }

func (it *ListIterator[T]) Next() bool { if it.curr == nil { return false } it.curr = it.curr.Next return it.curr != nil }

func (it *ListIterator[T]) Value() T { return it.curr.Val }

func (l *LinkedList[T]) Iterator() Iterator[T] { return &ListIterator[T]{curr: &ListNode[T]{Next: l.head}} // 哨兵节点简化逻辑 }

  • 调用方只依赖 Iterator[T] 接口,完全不感知底层是链表还是跳表
  • 支持多路并发遍历(每个 Iterator 实例维护独立状态)
  • 可嵌套:比如 MapIterator 封装另一个 Iterator 并转换元素类型

结合 channel 实现并发/流式迭代(处理大数据或 IO)

当遍历涉及网络请求、文件读取或需要 goroutine 协作时,用 channel 是更自然的选择:

func IterateLines(filename string) <-chan string {
    ch := make(chan string)
    go func() {
        defer close(ch)
        file, _ := os.Open(filename)
        defer file.Close()
        scanner := bufio.NewScanner(file)
        for scanner.Scan() {
            ch <- scanner.Text()
        }
    }()
    return ch
}

使用:

for line := range IterateLines("log.txt") {
    process(line)
}
  • 天然支持异步生产 + 同步消费,避免阻塞主流程
  • 配合 context.Context 可轻松实现超时、取消(在 goroutine 内监听 ctx.Done()
  • 注意:channel 迭代器不适合“回退”或“多次遍历”,属于一次性流

避免常见陷阱

不要暴露集合内部结构 —— 别让调用方直接操作 slice 的 index 或 map 的 keys;迭代器应是唯一访问入口。
区分 “有无元素” 和 “遍历结束” —— 比如 map 迭代中 value 可能是零值,所以必须用 okNext() 返回布尔值判断,而非仅检查 Value() != zero
资源清理要明确 —— 若迭代器打开文件、数据库连接等,提供 Close() 方法并文档注明需手动调用(或用 defer 包裹)。

基本上就这些。Go 的迭代器不必追求“严格符合 GoF 模式”,而应优先简洁、安全、符合惯用法:小集合用闭包,复杂结构用接口,IO/并发场景用 channel。

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