为了让开发人员可以更加方便地操做聚合对象,在Java、C#等编程语言中都提供了内置迭代器。在Java集合框架中,经常使用的List和Set等聚合类都继承(或实现)了java.util.Collection接口,在Collection接口中声明了以下方法(部分):java
package java.util; public interface Collection<E> extends Iterable<E> { …… boolean add(Object c); boolean addAll(Collection c); boolean remove(Object o); boolean removeAll(Collection c); boolean remainAll(Collection c); Iterator iterator(); …… }
除了包含一些增长元素和删除元素的方法外,还提供了一个iterator()方法,用于返回一个Iterator迭代器对象,以便遍历聚合中的元素;具体的Java聚合类能够经过实现该iterator()方法返回一个具体的Iterator对象。编程
JDK中定义了抽象迭代器接口Iterator,代码以下所示:框架
package java.util; public interface Iterator<E> { boolean hasNext(); E next(); void remove(); }
其中,hasNext()用于判断聚合对象中是否还存在下一个元素,为了避免抛出异常,在每次调用next()以前需先调用hasNext(),若是有可供访问的元素,则返回true;next()方法用于将游标移至下一个元素,经过它能够逐个访问聚合中的元素,它返回游标所越过的那个元素的引用;remove()方法用于删除上次调用next()时所返回的元素。编程语言
Java迭代器工做原理如图5所示,在第一个next()方法被调用时,迭代器游标由“元素1”与“元素2”之间移至“元素2”与“元素3”之间,跨越了“元素2”,所以next()方法将返回对“元素2”的引用;在第二个next()方法被调用时,迭代器由“元素2”与“元素3”之间移至“元素3”和“元素4”之间,next()方法将返回对“元素3”的引用,若是此时调用remove()方法,便可将“元素3”删除。spa
图5 Java迭代器示意图.net
以下代码片断可用于删除聚合对象中的第一个元素:设计
Iterator iterator = collection.iterator(); //collection是已实例化的聚合对象 iterator.next(); // 跳过第一个元素 iterator.remove(); // 删除第一个元素
须要注意的是,在这里,next()方法与remove()方法的调用是相互关联的。若是调用remove()以前,没有先对next()进行调用,那么将会抛出一个IllegalStateException异常,由于没有任何可供删除的元素。3d
以下代码片断可用于删除两个相邻的元素:code
iterator.remove(); iterator.next(); //若是删除此行代码程序将抛异常 iterator.remove();
在上面的代码片断中若是将代码iterator.next();去掉则程序运行抛异常,由于第二次删除时将找不到可供删除的元素。对象
在JDK中,Collection接口和Iterator接口充当了迭代器模式的抽象层,分别对应于抽象聚合类和抽象迭代器,而Collection接口的子类充当了具体聚合类,下面以List为例加以说明,图6列出了JDK中部分与List有关的类及它们之间的关系:
图6 Java集合框架中部分类结构图
(注:为了简化类图,本图省略了大量方法)
在JDK中,实际状况比图6要复杂不少,在图6中,List接口除了继承Collection接口的iterator()方法外,还增长了新的工厂方法listIterator(),专门用于建立ListIterator类型的迭代器,在List的子类LinkedList中实现了该方法,可用于建立具体的ListIterator子类ListItr的对象,代码以下所示:
public ListIterator<E> listIterator(int index) { return new ListItr(index); }
listIterator()方法用于返回具体迭代器ListItr类型的对象。在JDK源码中,AbstractList中的iterator()方法调用了listIterator()方法,以下代码所示:
public Iterator<E> iterator() { return listIterator(); }
客户端经过调用LinkedList类的iterator()方法,便可获得一个专门用于遍历LinkedList的迭代器对象。
你们可能会问?既然有了iterator()方法,为何还要提供一个listIterator()方法呢?这两个方法的功能不会存在重复吗?干吗要画蛇添足?
这是一个好问题,。我给你们简单解释一下为何要这样设计:因为在Iterator接口中定义的方法太少,只有三个,经过这三个方法只能实现正向遍历,而有时候咱们须要对一个聚合对象进行逆向遍历等操做,所以在JDK的ListIterator接口中声明了用于逆向遍历的hasPrevious()和previous()等方法,若是客户端须要调用这两个方法来实现逆向遍历,就不能再使用iterator()方法来建立迭代器了,由于此时建立的迭代器对象是不具备这两个方法的。咱们只能经过以下代码来建立ListIterator类型的迭代器对象:
ListIterator i = c.listIterator();
正由于如此,在JDK的List接口中不得不增长对listIterator()方法的声明,该方法能够返回一个ListIterator类型的迭代器,ListIterator迭代器具备更增强大的功能。
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在Java语言中,咱们能够直接使用JDK内置的迭代器来遍历聚合对象中的元素,下面的代码演示了如何使用Java内置的迭代器:
import java.util.*; class IteratorDemo { public static void process(Collection c) { Iterator i = c.iterator(); //建立迭代器对象 //经过迭代器遍历聚合对象 while(i.hasNext()) { System.out.println(i.next().toString()); } } public static void main(String args[]) { Collection persons; persons = new ArrayList(); //建立一个ArrayList类型的聚合对象 persons.add("张无忌"); persons.add("小龙女"); persons.add("令狐冲"); persons.add("韦小宝"); persons.add("袁紫衣"); persons.add("小龙女"); process(persons); } }
在静态方法process()中使用迭代器Iterator对Collection对象进行处理,该代码运行结果以下:
张无忌 小龙女 令狐冲 韦小宝 袁紫衣 小龙女 |
若是须要更换聚合类型,如将List改为Set,则只需更换具体聚合类类名,如将上述代码中的ArrayList改成HashSet,则输出结果以下:
令狐冲 张无忌 韦小宝 小龙女 袁紫衣 |
在HashSet中合并了重复元素,而且元素以随机次序输出,其结果与使用ArrayList不相同。因而可知,经过使用迭代器模式,使得更换具体聚合类变得很是方便,并且还能够根据须要增长新的聚合类,新的聚合类只须要实现Collection接口,无须修改原有类库代码,符合“开闭原则”。
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【做者:刘伟 http://blog.csdn.net/lovelion】