iterator翻译过来就是迭代器的意思。在前面的工厂模式中就介绍过了iterator,不过当时介绍的是方法,现在从iterator接口的设计来看,似乎又是一种设计模式,下面我们就来讲讲迭代器模式到底是怎么实现的。
提供一种方法,顺序访问一个集合对象中的各个元素,而又不暴露该对象的内部表示。(可以理解为遍历)
重要的是对第二点的理解,前面我们在工厂方法中讲过iterator是个工厂方法,iterator是个产品总接口。对于我们需要的是iterator这个产品,产品的功能是遍历,我们并不关心这个产品里面存储的结构是list还是map,不同存储结构的遍历实现应该交给下面的不同的工厂去实现。这里同样也可以这么理解。但是,我们今天讲的是迭代器模式。工厂模式是创建型,而这个模式是行为型。在这里我们或许可以先抛开工厂模式,来去理解这个迭代器模式。
1、迭代器(iterator):定义访问和遍历元素的接口。
2、具体迭代器(concreteiterator ):具体迭代器,实现了迭代器接口,内部会具体实现如何遍历当前聚合。
3、聚合(aggregate):内部创建相应迭代器接口的方法。
4、具体聚合(concreteaggregate):内部具体有存储方式以及实现相应迭代器接口,以及一些操作。
下面我们来结合源码来理解上面4个角色具体是什么样的:
public interface iterator<e> { boolean hasnext(); e next(); default void remove() { throw new unsupportedoperationexception("remove"); } default void foreachremaining(consumer<? super e> action) { objects.requirenonnull(action); while (hasnext()) action.accept(next()); } }
上面是迭代器iterator接口的代码,定义了一些需要子类实现的方法和默认的方法。在这里说一下上面两个default方法都是jdk1.8之后才有的接口新特性,在jdk1.8之前接口中不能有方法实体。
public class arraylist<e> extends abstractlist<e> implements list<e>, randomaccess, cloneable, java.io.serializable { private class itr implements iterator<e> { int cursor; // index of next element to return int lastret = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedmodcount = modcount; public boolean hasnext() { return cursor != size; } @suppresswarnings("unchecked") public e next() { checkforcomodification(); int i = cursor; if (i >= size) throw new nosuchelementexception(); object[] elementdata = arraylist.this.elementdata; if (i >= elementdata.length) throw new concurrentmodificationexception(); cursor = i + 1; return (e) elementdata[lastret = i]; } 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(); } } @override @suppresswarnings("unchecked") public void foreachremaining(consumer<? super e> consumer) { objects.requirenonnull(consumer); final int size = arraylist.this.size; int i = cursor; if (i >= size) { return; } final object[] elementdata = arraylist.this.elementdata; if (i >= elementdata.length) { throw new concurrentmodificationexception(); } while (i != size && modcount == expectedmodcount) { consumer.accept((e) elementdata[i++]); } // update once at end of iteration to reduce heap write traffic cursor = i; lastret = i - 1; checkforcomodification(); } final void checkforcomodification() { if (modcount != expectedmodcount) throw new concurrentmodificationexception(); } } }
上面是简化的arraylist类,因为具体实现迭代器itr的类在arraylist中作为内部类存在,这个内部类将接口中的方法做了具体实现,并且是只对arraylist这个类进行实现的。
public interface list<e> extends collection<e> { iterator<e> iterator(); }
上面是简化的list接口,充当的是聚合接口,可以看见内部创建了相应迭代器接口的方法。
public class arraylist<e> extends abstractlist<e> implements list<e>, randomaccess, cloneable, java.io.serializable { public iterator<e> iterator() { return new itr(); } }
上面是简化的arraylist类,充当的是具体聚合类角色,在这里是直接返回了一个具体实现迭代器的类。
public class test1 { public static void main(string[] args) { list<integer> a=new arraylist<>(); a.add(1); a.add(2); a.add(3); while(a.iterator().hasnext()){ system.out.println(a.iterator().next()); } } }
这是一个错误的测试类,因为我们每调用一次iterator方法都是会new一个itr对象,也就是里面的游标会一直重置为0,所以会无限循环。下面才是正确的测试方法
public class test1 { public static void main(string[] args) { list<integer> a=new arraylist<>(); a.add(1); a.add(2); a.add(3); iterator itr=a.iterator(); while(itr.hasnext()){ system.out.println(itr.next()); } } }
平常写代码的时候总会有使用iterator。但是如果要我们自己去动手实现一个集合类的会很少,除非是写框架的时候,大多数我们还是使用为主。当我们需要使用迭代器模式的时候,只需要看上面4个源码的角色扮演和分析,很快就能写出自己的迭代器。前面在适用场景的时候我们是用工厂方法模式来去理解iterator,但学完这个模式之后,以后的iterator接口下的实现类,你都可以认为是迭代器模式。因为迭代器模式在各种集合对象中用的实在是太广泛了,所以专门拿这个模式进行源码解释。
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