Iterator

2019-11-11 00:57:09

字體：大中小

來(lái)源：轉(zhuǎn)載

供稿：網(wǎng)友

迭代對(duì)于我們搞java的來(lái)說(shuō)絕對(duì)不陌生。我們常常使用JDK提供的迭代接口進(jìn)行Java集合的迭代。

[java] view plain copy

Iterator iterator = list.iterator(); while(iterator.hasNext()){ String string = iterator.next(); //do something }

迭代其實(shí)我們可以簡(jiǎn)單地理解為遍歷，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化遍歷各類容器里面的所有對(duì)象的方法類，它是一個(gè)很典型的設(shè)計(jì)模式。Iterator模式是用于遍歷集合類的標(biāo)準(zhǔn)訪問方法。它可以把訪問邏輯從不同類型的集合類中抽象出來(lái)，從而避免向客戶端暴露集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。%20在沒有迭代器時(shí)我們都是這么進(jìn)行處理的。如下：

對(duì)于數(shù)組我們是使用下標(biāo)來(lái)進(jìn)行處理的:

[java] view%20plain copy

int[] arrays = new int[10]; for(int i = 0 ; i < arrays.length ; i++){ int a = arrays[i]; //do something }

對(duì)于ArrayList是這么處理的:

[java] view%20plain copy

List<String> list = new ArrayList<String>(); for(int i = 0 ; i < list.size() ; i++){ String string = list.get(i); //do something }

對(duì)于這兩種方式，我們總是都事先知道集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，訪問代碼和集合本身是緊密耦合的，無(wú)法將訪問邏輯從集合類和客戶端代碼中分離出來(lái)。同時(shí)每一種集合對(duì)應(yīng)一種遍歷方法，客戶端代碼無(wú)法復(fù)用。%20在實(shí)際應(yīng)用中如何需要將上面將兩個(gè)集合進(jìn)行整合是相當(dāng)麻煩的。所以為了解決以上問題，Iterator模式騰空出世，它總是用同一種邏輯來(lái)遍歷集合。使得客戶端自身不需要來(lái)維護(hù)集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所有的內(nèi)部狀態(tài)都由Iterator來(lái)維護(hù)?？蛻舳藦牟恢苯雍图项惔蚪坏溃偸强刂艻terator，向它發(fā)送"向前"，"向后"，"取當(dāng)前元素"的命令，就可以間接遍歷整個(gè)集合。

上面只是對(duì)Iterator模式進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明，下面我們看看Java中Iterator接口，看他是如何來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。

一、java.util.Iterator 在Java中Iterator為一個(gè)接口，它只提供了迭代了基本規(guī)則，在JDK中他是這樣定義的：對(duì)%20collection%20進(jìn)行迭代的迭代器。迭代器取代了 JavaCollections%20Framework%20中的%20Enumeration。迭代器與枚舉有兩點(diǎn)不同：

1、迭代器允許調(diào)用者利用定義良好的語(yǔ)義在迭代期間從迭代器所指向的%20collection%20移除元素。

2、方法名稱得到了改進(jìn)。

其接口定義如下：

[java] view%20plain copy

public interface Iterator { 　　boolean hasNext(); 　　Object next(); 　　void remove(); }

其中：

Object%20next()：返回迭代器剛越過(guò)的元素的引用，返回值是Object，需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成自己需要的類型

boolean%20hasNext()：判斷容器內(nèi)是否還有可供訪問的元素

void%20remove()：刪除迭代器剛越過(guò)的元素

對(duì)于我們而言，我們只一般只需使用next()、hasNext()兩個(gè)方法即可完成迭代。如下：

[java] view%20plain copy

for(Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) { 　　Object o = it.next(); 　　 //do something }

前面闡述了Iterator有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn),就是我們不必知道集合的內(nèi)部結(jié)果,集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、狀態(tài)由Iterator來(lái)維持，通過(guò)統(tǒng)一的方法hasNext()、next()來(lái)判斷、獲取下一個(gè)元素，至于具體的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)我們就不用關(guān)心了。但是作為一個(gè)合格的程序員我們非常有必要來(lái)弄清楚Iterator的實(shí)現(xiàn)。下面就ArrayList的

public Iterator<E> iterator() { return new Itr(); }

所以通過(guò)使用ArrayList.iterator()方法返回的是Itr()內(nèi)部類，所以現(xiàn)在我們需要關(guān)心的就是Itr()內(nèi)部類的實(shí)現(xiàn)：

在Itr內(nèi)部定義了三個(gè)int型的變量：cursor、lastRet、expectedModCount。其中cursor表示下一個(gè)元素的索引位置，lastRet表示上一個(gè)元素的索引位置

[java] view%20plain copy

int cursor; int lastRet = -1; int expectedModCount = modCount;

從cursor、lastRet定義可以看出，lastRet一直比cursor少一所以hasNext()實(shí)現(xiàn)方法異常簡(jiǎn)單，只需要判斷cursor和lastRet是否相等即可。

[java] view%20plain copy

public boolean hasNext() { return cursor != size; }

對(duì)于next()實(shí)現(xiàn)其實(shí)也是比較簡(jiǎn)單的，只要返回cursor索引位置處的元素即可，然后修改cursor、lastRet即可，

[java] view%20plain copy

public E next() { checkForComodification(); int i = cursor; //記錄索引位置 if (i >= size) //如果獲取元素大于集合元素個(gè)數(shù)，則拋出異常 throw new NoSuchElementException(); Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) throw new ConcurrentModificationException(); cursor = i + 1; //cursor + 1 return (E) elementData[lastRet = i]; //lastRet + 1 且返回cursor處元素 }

checkForComodification()主要用來(lái)判斷集合的修改次數(shù)是否合法，即用來(lái)判斷遍歷過(guò)程中集合是否被修改過(guò)。在java提高篇（二一）-----ArrayList中已經(jīng)闡述了。modCount用于記錄ArrayList集合的修改次數(shù)，初始化為0，，每當(dāng)集合被修改一次（結(jié)構(gòu)上面的修改，內(nèi)部update不算），如add、remove等方法，modCount%20+%201，所以如果modCount不變，則表示集合內(nèi)容沒有被修改。該機(jī)制主要是用于實(shí)現(xiàn)ArrayList集合的快速失敗機(jī)制，在Java的集合中，較大一部分集合是存在快速失敗機(jī)制的，這里就不多說(shuō)，后面會(huì)講到。所以要保證在遍歷過(guò)程中不出錯(cuò)誤，我們就應(yīng)該保證在遍歷過(guò)程中不會(huì)對(duì)集合產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的修改（當(dāng)然remove方法除外），出現(xiàn)了異常錯(cuò)誤，我們就應(yīng)該認(rèn)真檢查程序是否出錯(cuò)而不是catch后不做處理。

[java] view%20plain copy

final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); }

對(duì)于remove()方法的是實(shí)現(xiàn)，它是調(diào)用ArrayList本身的remove()方法刪除lastRet位置元素，然后修改modCount即可。

[java] view%20plain copy

public void remove() { if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); try { ArrayList.this.remove(lastRet); cursor = lastRet; lastRet = -1; expectedModCount = modCount; } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } }

這里就對(duì)ArrayList的Iterator實(shí)現(xiàn)講解到這里，對(duì)于Hashset、TreeSet等集合的Iterator實(shí)現(xiàn)，各位如果感興趣可以繼續(xù)研究，個(gè)人認(rèn)為在研究這些集合的源碼之前，有必要對(duì)該集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有清晰的認(rèn)識(shí)，這樣會(huì)達(dá)到事半功倍的效果?。。。?/p>

上一篇：安卓自定義廣播

下一篇：UVA506 System Dependencies（模擬）