Iterator Pattern w kolekcjach – Jak elegancko przeglądać dane

Wyobraź sobie, że masz pudełko z książkami, szufladę z płytami CD i regał z grami. Każde „pojemnik” ma inną strukturę, ale chcesz przeglądać ich zawartość w ten sam sposób. Iterator Pattern rozwiązuje dokładnie ten problem w programowaniu.

## Dlaczego to ważne?

Iterator Pattern jest fundamentem dla pętli for-each w Javie i podstawą Java Collections Framework. Bez zrozumienia tego wzorca nie będziesz mógł efektywnie pracować z listami, setami czy mapami. To jeden z najczęściej używanych wzorców w codziennym programowaniu.

## Czym jest Iterator Pattern?

Iterator Pattern to wzorzec behawioralny, który dostarcza sposób na sekwencyjne dostępowanie do elementów kolekcji bez ujawniania jej wewnętrznej reprezentacji. W Javie realizowany jest przez interfejs Iterator.

// Interfejs Iterator w Javie
public interface Iterator {
    boolean hasNext();    // Czy są jeszcze elementy?
    E next();            // Pobierz następny element
    void remove();       // Usuń bieżący element (opcjonalne)
}

// Interfejs Iterable - każda kolekcja go implementuje
public interface Iterable {
    Iterator iterator();  // Zwróć iterator dla tej kolekcji
}

## Iterator w praktyce – ArrayList

Zobaczmy jak Iterator działa z najpopularniejszą kolekcją – ArrayList:

import java.util.*;

public class IteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        // Tworzymy listę miast
        ArrayList miasta = new ArrayList<>();
        miasta.add("Warszawa");
        miasta.add("Kraków");
        miasta.add("Gdańsk");
        miasta.add("Wrocław");
        
        // Sposób 1: Iterator ręczny
        System.out.println("=== Iterator ręczny ===" );
        Iterator iterator = miasta.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String miasto = iterator.next();
            System.out.println("Miasto: " + miasto);
        }
        
        // Sposób 2: Pętla for-each (używa Iterator pod spodem)
        System.out.println("=== Pętla for-each ===" );
        for (String miasto : miasta) {
            System.out.println("Miasto: " + miasto);
        }
    }
}

## Bezpieczne usuwanie elementów

Jedna z najważniejszych zalet Iterator to możliwość bezpiecznego usuwania elementów podczas przeglądania kolekcji:

import java.util.*;

public class SafeRemovalExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList liczby = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            liczby.add(i);
        }
        
        // ❌ BŁĄD - modyfikacja podczas for-each
        // To spowoduje ConcurrentModificationException!
        /*
        for (Integer liczba : liczby) {
            if (liczba % 2 == 0) {
                liczby.remove(liczba); // BŁĄD!
            }
        }
        */
        
        // ✅ POPRAWNIE - użyj Iterator.remove()
        Iterator iterator = liczby.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Integer liczba = iterator.next();
            if (liczba % 2 == 0) {
                iterator.remove(); // Bezpieczne usuwanie
                System.out.println("Usunięto: " + liczba);
            }
        }
        
        System.out.println("Pozostałe liczby: " + liczby);
        // Wynik: [1, 3, 5, 7, 9]
    }
}

## Iterator z różnymi kolekcjami

Iterator działa jednakowo niezależnie od typu kolekcji:

import java.util.*;

public class DifferentCollectionsExample {
    public static void main(String[] args) {
        // ArrayList - lista z dostępem przez indeks
        List arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add("Python");
        arrayList.add("JavaScript");
        
        // LinkedList - lista dwukierunkowa
        List linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add("Spring");
        linkedList.add("Hibernate");
        linkedList.add("Maven");
        
        // HashSet - zbiór unikalnych elementów
        Set hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add("HTML");
        hashSet.add("CSS");
        hashSet.add("Bootstrap");
        
        // Jedna metoda obsługuje wszystkie kolekcje!
        System.out.println("Języki programowania:");
        printCollection(arrayList);
        
        System.out.println("Technologie Java:");
        printCollection(linkedList);
        
        System.out.println("Technologie frontend:");
        printCollection(hashSet);
    }
    
    // Uniwersalna metoda - działa z każdą kolekcją
    public static void printCollection(Iterable collection) {
        for (String element : collection) {
            System.out.println("- " + element);
        }
    }
}

## Iterator z HashMap

HashMap nie implementuje Iterable bezpośrednio, ale można iterować po jej elementach:

import java.util.*;

public class HashMapIteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map oceny = new HashMap<>();
        oceny.put("Matematyka", 5);
        oceny.put("Fizyka", 4);
        oceny.put("Chemia", 3);
        oceny.put("Biologia", 5);
        
        // Sposób 1: Iteracja po kluczach
        System.out.println("=== Iteracja po kluczach ===" );
        for (String przedmiot : oceny.keySet()) {
            System.out.println(przedmiot + ": " + oceny.get(przedmiot));
        }
        
        // Sposób 2: Iteracja po wartościach
        System.out.println("=== Iteracja po wartościach ===" );
        for (Integer ocena : oceny.values()) {
            System.out.println("Ocena: " + ocena);
        }
        
        // Sposób 3: Iteracja po parach klucz-wartość (najefektywniej)
        System.out.println("=== Iteracja po Entry ===" );
        for (Map.Entry entry : oceny.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

## Kiedy używać Iterator vs for-each?

## Najczęstsze błędy

// ❌ BŁĄD - może wywołać wyjątek
Iterator iterator = lista.iterator();
String pierwszy = iterator.next(); // Co jeśli lista jest pusta?

// ✅ POPRAWNIE - zawsze sprawdzaj hasNext()
Iterator iterator = lista.iterator();
if (iterator.hasNext()) {
    String pierwszy = iterator.next();
    System.out.println(pierwszy);
} else {
    System.out.println("Lista jest pusta");
}

## Przydatne zasoby

– [Oracle Java Iterator Documentation](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Iterator.html)
– [Java Collections Framework Guide](https://docs.oracle.com/javase/tutorial/collections/)
– [Effective Java – Best Practices](https://www.oracle.com/technetwork/java/effectivejava-136174.html)

Czy używasz Iterator w swoich projektach? Podziel się w komentarzach swoimi doświadczeniami z przeglądaniem kolekcji!