被用到爐火純清的迭代器模式

0x01:迭代器模式簡介

Java中可以說已經(jīng)把迭代器模式用到了極致,每一個集合類都關(guān)聯(lián)了一個迭代器類Iterator兆旬。

迭代器模式(Iterator)假抄,提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的各種元素,而又不暴露該對象的內(nèi)部表示丽猬。UML類圖如下:


image.png

其中宿饱,Aggregate是聚集抽象類,負責(zé)提供創(chuàng)建具體迭代器角色的接口脚祟;Iterator是迭代抽象類谬以,用于定義得到開始對象、得到下一個對象由桌、判斷是否到結(jié)尾为黎、當前對象等抽象方法邮丰,統(tǒng)一接口;ConcreteAggregate是具體聚集類铭乾,繼承Aggregate剪廉;ConcreteIterator是具體迭代器類,繼承Iterator炕檩,實現(xiàn)開始斗蒋、下一個、是否結(jié)尾笛质、當前對象等方法泉沾。具體角色說明:

  • Iterator(迭代器):迭代器定義訪問和遍歷元素的接口;

  • ConcreteIterator (具體迭代器):具體迭代器實現(xiàn)迭代器接口经瓷,對該聚合遍歷時跟蹤當前位置爆哑;

  • Aggregate (聚合):聚合定義創(chuàng)建相應(yīng)迭代器對象的接口;

  • ConcreteAggregate (具體聚合):具體聚合實現(xiàn)創(chuàng)建相應(yīng)迭代器的接口舆吮,該操作返回ConcreteIterator的一個適當?shù)膶嵗?/p>

0x02:迭代器模式實現(xiàn)

抽象聚合:負責(zé)提供接口揭朝,比如定義一個類似createIterator()這樣的方法,在Java集合類里一般是iterator()方法色冀。

public interface Aggregate {

    public void add(Object object);

    public void remove(Object object);

    public Iterator iterator();

}

抽象迭代器:負責(zé)定義訪問和遍歷元素的接口潭袱,基本上有固定的三個方法,即first()獲取第一個元素锋恬、next()訪問下一個元素屯换、hasNext()判斷已經(jīng)遍歷到最后。

public interface Iterator {

    public Object next();    //遍歷到下一個元素

    public boolean hasNext();    //是否已經(jīng)遍歷到尾部

    public boolean remove();    //刪除當前指向的元素

}

具體聚合

public class ConcreteAggregate implements Aggregate {

    private List list = new ArrayList();

    @Override
    public void add(Object object) {
        this.list.add(object);
    }

    public void remove(Object object) {
        this.list.remove(object);
    }

    @Override
    public Iterator iterator() {
        return new ConcreteIterator(this.list);
    }

}

具體迭代器:簡單的實現(xiàn)就是通過一個游標与学,在一個容器中前后移動彤悔,遍歷所有它需要查看的元素

public class ConcreteIterator implements Iterator {

    private List list= new ArrayList();
    public int cursor = 0;    //定義當前游標

    public ConcreteIterator(List list) {
        this.list= list;
    }

    @Override
    public Object next() {
        Object result = null;
        if (this.hasNext()) {
            result = this.list.get(this.cursor);
            this.cursor = this.cursor + 1;
        } else {
            result = null;
        }
        return result;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (this.cursor == this.list.size()) {
            return false;
        }
        return true;
    }

    @Override
    public boolean remove() {
        this.list.remove(this.cursor);
        return true;
    }

}

迭代器模式測試代碼

注意引入自己定義的Iterator類,而不是Java內(nèi)部封裝好的java.util.Iterator類索守。

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Aggregate aggregate = new ConcreteAggregate();
        aggregate.add("java樂園");
        aggregate.add("架構(gòu)師知音");
        aggregate.add("非常架構(gòu)");

        //遍歷
        Iterator iterator = aggregate.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

}

0x03:JDK中的迭代器源碼分析

在JDK涉及到的迭代器Iterator都與集合有關(guān)晕窑,主要相關(guān)實現(xiàn)在java.util包下。下面以 ArrayList 為例進行分析:

java.lang.Iterable類:表示一個可以被迭代的對象

public interface Iterable<T> {

    Iterator<T> iterator();

    default void forEach(Consumer<? super T> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        for (T t : this) {
            action.accept(t);
        }
    }

    default Spliterator<T> spliterator() {
        return Spliterators.spliteratorUnknownSize(iterator(), 0);
    }
}

java.util.Iterator:表示抽象迭代器

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());
    }
}

java.util.Collection:表示抽象聚合對象

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
    
    Iterator<E> iterator();

    boolean add(E e);

    boolean remove(Object o);

    boolean addAll(Collection<? extends E> c);

    boolean removeAll(Collection<?> c);

    //其他省略
     .......

}

java.util.AbstractList.Itr:具體迭代器實現(xiàn)類卵佛,該類是 java.util.AbstractList 類的一個內(nèi)部類

private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
        //具體代碼省略
        .......
}

java.util.ArrayList:具體聚合對象

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
     //具體代碼省略
     .......
}

java.util.ArrayList整體實現(xiàn)UML類圖


image.png

[來源:https://www.alicharles.com/article/design-pattern/jdk-iterator-pattern/]

研讀JDK源碼的迭代器模式杨赤,可以非常有效的學(xué)習(xí)和理解迭代器模式。從代碼上看JDK的迭代器源碼比小編實現(xiàn)的復(fù)雜很多截汪,但是基本原理無兩疾牲。常常研讀大神的源碼有利于提升技術(shù)能力。

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