Iterator 和 Iterable 区别和联系

Posted 2020-08-07 wxdlut

转：http://blog.csdn.net/zq602316498/article/details/39337899

用Iterator模式实现遍历集合 

        Iterator模式是用于遍历集合类的标准访问方法。它可以把访问逻辑从不同类型的集合类中抽象出来，从而避免向客户端暴露集合的内部结构。

        例如，如果没有使用Iterator，遍历一个数组的方法是使用索引： for(int i=0; i<array.size(); i++) { ... get(i) ... }

        而访问一个链表（LinkedList）又必须使用while循环： while((e=e.next())!=null) { ... e.data() ... } 

        以上两种方法客户端都必须事先知道集合的内部结构，访问代码和集合本身是紧耦合，无法将访问逻辑从集合类和客户端代码中分离出来，每一种集合对应一种遍历方法，客户端代码无法复用。

        更恐怖的是，如果以后需要把ArrayList更换为LinkedList，则原来的客户端代码必须全部重写。

        解决以上问题，Iterator模式总是用同一种逻辑来遍历集合： for(Iterator it = c.iterater(); it.hasNext(); ) { ... } 

        奥秘在于客户端自身不维护遍历集合的"指针"，所有的内部状态（如当前元素位置，是否有下一个元素）都由Iterator来维护，而这个Iterator由集合类通过工厂方法生成，因此，它知道如何遍历整个集合。 

        客户端从不直接和集合类打交道，它总是控制Iterator，向它发送"向前"，"向后"，"取当前元素"的命令，就可以间接遍历整个集合。 

        首先看看Java.util.Iterator接口的定义： 
                public interface Iterator { boolean hasNext(); Object next(); void remove(); } 

        依赖前两个方法就能完成遍历，典型的代码如下： 
                for(Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) { Object o = it.next(); // 对o的操作... } 

        每一种集合类返回的Iterator具体类型可能不同，Array可能返回ArrayIterator，Set可能返回 SetIterator，Tree可能返回TreeIterator，但是它们都实现了Iterator接口，因此，客户端不关心到底是哪种 Iterator，它只需要获得这个Iterator接口即可，这就是面向对象的威力。 

        所有集合类都实现了 Collection 接口，而 Collection 继承了 Iterable 接口。

 

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1. /** 
2.  * Implementing this interface allows an object to be the target of 
3.  * the "foreach" statement. 
4.  * 
5.  * @param <T> the type of elements returned by the iterator 
6.  * 
7.  * @since 1.5 
8.  */  
9. public interface Iterable<T> {  
10.   
11.     /** 
12.      * Returns an iterator over a set of elements of type T. 
13.      * 
14.      * @return an Iterator. 
15.      */  
16.     Iterator<T> iterator();  
17. }  

 

        而在具体的实现类中（比如 ArrayList），则在内部维护了一个 Itr 内部类，该类继承了 Iterator 接口，它的hasNext() 和 next() 方法是和 ArrayList 实现相耦合的。当调用 ArrayList 对象的 iterator() 方法的时候，返回该类 Itr 的一个实例，从而实现遍历 ArrayList 的功能。

 

[java] view plain copy

 

 

1. public Iterator<E> iterator() {  
2.         return new Itr();  
3.     }  
4.   
5.     /** 
6.      * An optimized version of AbstractList.Itr 
7.      */  
8.     private class Itr implements Iterator<E> {  
9.         int cursor;       // index of next element to return  
10.         int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such  
11.         int expectedModCount = modCount;  
12.   
13.         public boolean hasNext() {  
14.             return cursor != size;  
15.         }  
16.   
17.         @SuppressWarnings("unchecked")  
18.         public E next() {  
19.             checkForComodification();  
20.             int i = cursor;  
21.             if (i >= size)  
22.                 throw new NoSuchElementException();  
23.             Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;  
24.             if (i >= elementData.length)  
25.                 throw new ConcurrentModificationException();  
26.             cursor = i + 1;  
27.             return (E) elementData[lastRet = i];  
28.         }  
29.   
30.         public void remove() {  
31.             if (lastRet < 0)  
32.                 throw new IllegalStateException();  
33.             checkForComodification();  
34.   
35.             try {  
36.                 ArrayList.this.remove(lastRet);  
37.                 cursor = lastRet;  
38.                 lastRet = -1;  
39.                 expectedModCount = modCount;  
40.             } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {  
41.                 throw new ConcurrentModificationException();  
42.             }  
43.         }  
44.   
45.         final void checkForComodification() {  
46.             if (modCount != expectedModCount)  
47.                 throw new ConcurrentModificationException();  
48.         }  
49.     }  

 

为什么一定要去实现Iterable这个接口呢？为什么不直接实现Iterator接口呢？

 

        看一下JDK中的集合类，比如List一族或者Set一族，都是实现了Iterable接口，但并不直接实现Iterator接口。 仔细想一下这么做是有道理的。

        因为Iterator接口的核心方法next()或者hasNext() 是依赖于迭代器的当前迭代位置的。 如果Collection直接实现Iterator接口，势必导致集合对象中包含当前迭代位置的数据(指针)。 当集合在不同方法间被传递时，由于当前迭代位置不可预置，那么next()方法的结果会变成不可预知。 除非再为Iterator接口添加一个reset()方法，用来重置当前迭代位置。 但即时这样，Collection也只能同时存在一个当前迭代位置。 而Iterable则不然，每次调用都会返回一个从头开始计数的迭代器（新的迭代器）。 多个迭代器是互不干扰的。