迭代器
Java的集合类都可以使用forEach循环
遍历,List、Set和Queue会迭代每个元素,Map会迭代每个key。
以List为例:
List<String> list = List.of("Apple", "Orange", "Pear");
for (String s : list) {
System.out.println(s);
}
实际上Java编译器
并不知道如何遍历List。上面代码能够编译通过,只是因为编译器把forEach循环通过Iterator改写为了普通的for循环:
for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext(); ) {
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
这种通过Iterator对象遍历集合
的模式称为迭代器
。
使用迭代器的好处在于:调用方
总是以统一的方式
遍历各种集合类型
,而不必关系它们内部的存储结构
。
例如,我们虽然知道ArrayList
在内部
是以数组形式
存储元素,并且,它还提供了get(int)
方法。虽然我们可以用for循环遍历:
for (int i=0; i<list.size(); i++) {
Object value = list.get(i);
}
但是这样 调用方就必须知道集合的内部存储结构。 并且,如果把ArrayList换成LinkedList,get(int)方法耗时会随着index的增加而增加。如果把ArrayList换成Set,上述代码就无法编译,因为Set内部没有索引。
自定义集合类使用forEach循环
自定义集合类并使用forEach循环,只需满足以下条件:
- 集合类实现
Iterable
接口,该接口要求返回一个Iterator对象; - 用
Iterator对象
迭代集合内部数据。- 这里的关键在于,
集合类通过调用iterator()方法,返回一个Iterator对象
,这个对象必须自己知道如何遍历该集合。
- 这里的关键在于,
一个简单的Iterator示例如下,它总是以倒序遍历集合:
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ReverseList<String> rlist = new ReverseList<>();
rlist.add("Apple");
rlist.add("Orange");
rlist.add("Pear");
for (String s : rlist) {
System.out.println(s);
}
}
}
class ReverseList<T> implements Iterable<T> {
private List<T> list = new ArrayList<>();
public void add(T t) {
list.add(t);
}
@Override
public Iterator<T> iterator() {
return new ReverseIterator(list.size());
}
class ReverseIterator implements Iterator<T> {
int index;
ReverseIterator(int index) {
this.index = index;
}
@Override
public boolean hasNext() {
return index > 0;
}
@Override
public T next() {
index--;
return ReverseList.this.list.get(index);
}
}
}
虽然ReverseList
和ReverseIterator
的实现类稍微比较复杂,但是这是底层集合库
,只需编写一次。而调用方则完全按forEach循环编写代码,根本不需要知道集合内部的存储逻辑和遍历逻辑。
- 在编写
Iterator
的时候,我们通常用一个**内部类来实现Iterator接口
,这个内部类
可以直接访问对应的外部类的所有字段和方法**。
上面代码中,内部类ReverseIterator
可以用ReverseList.this
获得当前外部类的this引用,通过这个this引用就可以访问ReverseList的所有字段和方法。
Iterator小结
Iterator是一种抽象的数据访问模型。使用Iterator模式进行迭代的好处有:
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- 对任何集合都采用
同一种访问模型
; 调用者
对集合内部结构
一无所知;集合类返回的Iterator对象
知道如何迭代。
-J ava提供了标准的迭代器模型,即集合类实现java.util.Iterable接口
,返回java.util.Iterator实例
。