迭代器(Iterator)

  迭代器是一种设计模式,它是一个对象,它可以遍历并选择序列中的对象,而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象,因为创建它的代价小。

  Java中的Iterator功能比较简单,并且只能单向移动:

  (1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时,它返回序列的第一个元素。注意:iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。
  (2) 使用next()获得序列中的下一个元素。
  (3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。
  (4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。

  Iterator是Java迭代器最简单的实现,为List设计的ListIterator具有更多的功能,它可以从两个方向遍历List,也可以从List中插入和删除元素。

  由于Java中数据容器众多,而对数据容器的操作在很多时候都具有极大的共性,于是Java采用了迭代器为各种容器提供公共的操作接口。

使用Java的迭代器iterator可以使得对容器的遍历操作完全与其底层相隔离,可以到达极好的解耦效果。

public interface Iterable<T>
   Iterator<T> iterator() 
          Returns an iterator over a set of elements of type T

Collection接口拓展了接口Iterable,根据以上的对Iterable接口的定义可以发现,其要求实现其的类都提供一个返回迭代器Iterator<T>对象的方法。

迭代器Iterator<T>接口的的定义为:

Interface Iterator<E>

boolean  hasNext() 
          Returns true E  next() 
          Returns the next element in the iteration.void  remove() 
          Removes from the underlying collection the last element returned by the iterator (optional operation).

注意:

  从以上的定义中可以发现,似乎Iterable()接口和Iterator()接口完全一致,没有任何区别。结合刚刚学习的内部类,可以发现这又是一个支持程序多样化的巧妙设计,充分的支持了多态和解耦。

1、由于所有的Collection类型的对象都被强制要求implements  Iterable 接口,故任何Collection对象都要能返回一个能遍历其的迭代器Iterator。如果直接 implement iterator接口, Collection会直接要求具有hasNext()等方法。但是这种方法不具备多态性,即设定好了该如何执行hasNext()等操作,而且程序会显得十分的臃肿和复杂。但是如果采用实施Iterable()接口和返回Iterator对象的方式,则会全然的不同,只要能够返回Iterator对象,完全可以自己的需要进行遍历方式上的自由定义。(即针对同一个接口,在其实现类中提供多样、不同的方法)。

Example:

 

public  class  TestIterable {
     TestIterable(){
     ScanAppleStore appleTree=  new  ScanAppleStore();
     
     print( "Try normal iterator:" );
     for (String str:appleTree)
     {
         print(str);
         
     }
     print( "Try reverse iterator:" );
     for (String str:appleTree.reverseIterator())
     {
         print(str);
     }
     }
}
 
class  ScanAppleStore  implements  Iterable<String>
{
     ArrayList<String> appleStore =  new  ArrayList<String>();
     ScanAppleStore()
     {
         Collections.addAll(appleStore, "Sweet" , "Sour" , "Bitter" , "litter Sweet" , "litter Sour" , "litter Bitter" );
         print(appleStore);
     }
     public  Iterator<String> iterator()
     {
         return  new  Iterator<String>(){
             private  int  i= 0 ;
             public  boolean  hasNext()
             {
                 if (i<appleStore.size())
                 {
                     return  true ;
                 }
                 else
                 {
                     return  false ;
                 }
             }
             public  String next()
             {
 
                 return  appleStore.get(i++);
             }
             public  void  remove()
             {
                 print( "not defined!" );
             }
         };
     }
     public  Iterable<String> reverseIterator()
     {
         return  new  Iterable<String>()
         {
             public  Iterator<String> iterator(){
                 return  new  Iterator<String>(){
             private  int  i=appleStore.size()- 1 ;
             public  boolean  hasNext()
             {
                 if (i>- 1 )
                 {
                     return  true ;
                 }
                 else
                 {
                     return  false ;
                 }
             }
             public  String next()
             {
 
                 return  appleStore.get(i--);
             }
             public  void  remove()
             {
                 print( "not defined!" );
             }
                 };
             }
             };
 
     }
}


从以上的例子中可以发现,为了实现对ScanAppleStore类对象的遍历,共定义了两种迭代器供选择:

1、public Iterator<String> iterator() :该迭代器被定义为ScanAppleStore implements Iterable接口的方法, 采用常规的顺序遍历方式,for(String str:appleTree) 时自动被转型调用。

2、public Iterable<String> reverseIterator():该迭代器采用了匿名内部类的方式实现Iterable接口,并返回Iterable对象,采用逆序的遍历方式,for(String str:appleTree.reverseIterator())时,通过调用appleTree.reverseIterator()方法返回Iterable对象。

!foreach语法的标准形式为:for(T element : Iterable<T> elements)

由于Iterable接口要求实现iterator()方法,iterator()方法要求返回Iterator对象,Iterator定义了hasNext(), next(), remove()三种必须被实现的方法。

故实现Iterable的稍显拖沓和复杂:

Example:

 

<span> public  Iterable<String> reverseIterator()
     {
         return  new  Iterable<String>()
         {
             public  Iterator<String> iterator(){
                 return  new  Iterator<String>(){</span>
             private  int  i=appleStore.size()- 1 ;
             public  boolean  hasNext()
             {
                 if (i>- 1 )
                 {
                     return  true ;
                 }
                 else
                 {
                     return  false ;
                 }
             }
             public  String next()
             {
 
                 return  appleStore.get(i--);
             }
             public  void  remove()
             {
                 print( "not defined!" );
             }
                 };
             }
             };
 
     }
}


此处采用了匿名内部类的方式,结构十分的清晰,此处更是体现出了内部类对于实现接口,强化OOP Java编程能力的重要性。

注意Iterable<T>中强调使用范型,故在定义的时候一定要注意指明类型。


 

迭代器接口要求实现其的类必须提供三种方法:

hasNext() :遍历过程中,判定是否还有下一个元素。(从Collection对象的第一个元素开始)

next() : 遍历该元素。(即取出下一个元素)

remove(): 移除刚刚遍历过的元素。

从定义可以发现,该三个方法经常是被搭配使用的。

Examle:

Iteraotr it= arrayList.Iterator();
while(it.hasNext())
{
  print(it.next());
      it.remove();
}

基本思路为:在遍历下一个元素前,先判断其是否存在。对于想删除的元素,必须先遍历其,故 remove()方法总是接在 next()方法之后。