迭代器(iterator)

 

如果我们想遍历数组,这很容易,因为可以用数组的下标跟踪所在的位置,然而在链表中,节点没有这样的下标,怎样才能提供给链表用户类似于数组下标的东西呢?这就是迭代器(iterator)的作用。

我们知道添加到链表中的数据(data),都会包装成一个节点(node),节点之间通过引用保存了先后关系(pre、next)。但是由于在获取数据时(如getFirst),返回的直接是数据(data),数据本身没有其之后数据的引用,因此无法遍历。

但是node存在这样的引用,如果我们直接把node返回给用户,让用户自己从node获取数据,不就可以实现遍历了吗?我们可以提供一个getFirstNode()方法,然后按照类似以下代码片段进行遍历:

1. Node=linkedList.getFirstNode();
2. while(node!=null){
3. Object=node.getData();
4. //. . . 操作数据
5. =node.getNext();//获取下一个node
6. }

上述这样的方式,的确是可以遍历链表中的所有元素,但是却不是一个好的设计方式,因为我们把链表的基础数据结构Node直接暴露给用户了,普遍的做法就是利用迭代器(iterator)来实现链表的迭代功能。

我们以上一节编写的SingleLinkList为例进行讲解,为其提供一个迭代所有元素的迭代器

关于迭代器,Java中已经相关的接口定义java.util.Iterator,其定义了一个迭代器最基本要实现的功能,虽然实现这个接口不是必要的,但是这里打算实现这个接口

1. publicinterfaceIterator<E>{
2. /** 是否还有更多的元素可以迭代*/
3. boolean();
4. /** 返回下一个元素*/
5. ();
6. /** 将迭代器当前迭代的元素,从链表中移除*/
7. void();
8. }

1、在SingleLinkList中定义一个内部类NodeIterator,实现Iterator接口

1. privateclassNodeIterator<T>implementsIterator<T>{
2. privateNode;
3. publicNodeIterator(Node){
4. this.node =;
5. }
6.  
7. @Override
8. publicboolean(){
9. return!=null;
10. }
11.  
12. @Override
13. public(){
14. Object=.getData();
15. =node.getNext();
16. return(T)data ;
17. }
18.  
19. @Override
20. publicvoid(){
21. =(T).getData();
22. SingleLinkList.this.remove(t);
23. }
24. }

2、修改SingleLinkList,新增一个返回迭代器的方法

关于返回迭代器方法的名称,是任意的,不过最好还是符合某种规范,java.lang.Iterable接口,定义了这样一个放回迭代器的方法

1. publicinterfaceIterable<T>{
2. Iterator<T>();
3. }

其返回类型就是Iterator,现在你可能知道我们让NodeIterator实现Iterator接口的原因了,因为这样,我们就可以将自己写的迭代器通过Java的标准接口返回

现在我们让SingleLinkList实现.Iterable接口,实现这个方法

    1. publicclassSingleLinkList<T>implementsIterable<T>{
    2. ...
    3. @Override
    4. publicIterator<T>(){//可以看到,我们构建的时候,是把链表的第一个元素当做构造参数传递给了NodeIterator
    5. returnnewNodeIterator<T>(firstNode);
    6. }
    7. ...
    8. }

    现在所有的工作已经完成,剩下的就是测试了

    1. @Test
    2. publicvoid(){
    3. SingleLinkList<Integer>=newSingleLinkList<Integer>();
    4. for(int=0;<10;++){
    5. .addFirst(i);
    6. }
    7. System.out.println("链表中元素:");
    8. .display();
    9. System.out.println("\n开始迭代:");
    10. Iterator<Integer>=.iterator();
    11. while(iterator.hasNext()){
    12. Integer=.next();
    13. System.out.println(next);
    14. }
    15. }

    运行程序,输出:

    链表中元素:
    9    8    7    6    5    4    3    2    1    0   
    开始迭代:
    9
    8
    7
    6
    5
    4
    3
    2
    1
    0

    可以看到我们的迭代器已经正常工作

    特别的,由于我们的迭代器实现了Java的标准接口,所以我们可以使用java的增强for循环来进行迭代,如果没有实现这些接口,是无法使用增强for循环的

    1. @Test
    2. publicvoid(){
    3. SingleLinkList<Integer>=newSingleLinkList<Integer>();
    4. for(int=0;<10;++){
    5. .addFirst(i);
    6. }
    7. System.out.println("链表中元素:");
    8. .display();
    9. System.out.println("\n开始迭代:");
    10. //使用增强for循环进行迭代
    11. for(Integer:){
    12. System.out.println(data);
    13. }
    14. }