[scala基礎]--iterators類操作

Iterators

疊代器不是一個容器，更确切的說是逐一通路容器内元素的方法。疊代器it的兩個基本操作是next和hasNext。調用it.next()會傳回疊代器的下一個元素，并且更新疊代器的狀态。在同一個疊代器上再次調用next，會産生一個新元素來覆寫之前傳回的元素。如果沒有元素可傳回，調用next方法會抛出一個NoSuchElementException異常。你可以調用[疊代器]的hasNext方法來查詢容器中是否有下一個元素可供傳回。

讓疊代器it逐個傳回所有元素最簡單的方法是使用while循環：

​​while (it.hasNext) ​​​​ println(it.next())​      

Scala為Traversable, Iterable和Seq類中的疊代器提供了許多類似的方法。比如：這些類提供了foreach方法以便在疊代器傳回的每個元素上執行指定的程式。使用foreach方法可以将上面的循環縮寫為：

​​it foreach println​​      

與往常一樣，for表達式可以作為foreach、map、withFilter和flatMap表達式的替代文法，是以另一種列印出疊代器傳回的所有元素的方式會是這樣：

​​for (elem <- it) println(elem)​​      

在疊代器或traversable容器中調用foreach方法的最大差別是：當在疊代器中完成調用foreach方法後會将疊代器保留在最後一個元素的位置。是以在這個疊代器上再次調用next方法時會抛出NoSuchElementException異常。與此不同的是，當在容器中調用foreach方法後，容器中的元素數量不會變化（除非被傳遞進來的函數删除了元素，但不贊成這樣做，因為這會導緻意想不到的結果）。

疊代器的其他操作跟Traversable一樣具有相同的特性。例如：疊代器提供了map方法，該方法會傳回一個新的疊代器：

​​scala> val it = Iterator("a", "number", "of", "words")​​​​it: Iterator[java.lang.String] = non-empty iterator​​​​scala> it.map(_.length)​​​​res1: Iterator[Int] = non-empty iterator​​​​scala> res1 foreach println​​​​1​​​​6​​​​2​​​​5​​​​scala> it.next()​​​​java.util.NoSuchElementException: next on empty iterato      

​r​

​

如你所見，在調用了it.map方法後，疊代器it移動到了最後一個元素的位置。

另一個例子是關于dropWhile方法，它用來在疊代器中找到第一個具有某些屬性的元素。比如：在上文所說的疊代器中找到第一個具有兩個以上字元的單詞，你可以這樣寫：

​​scala> val it = Iterator("a", "number", "of", "words")​​​​it: Iterator[java.lang.String] = non-empty iterator​​​​scala> it dropWhile (_.length < 2)​​​​res4: Iterator[java.lang.String] = non-empty iterator​​​​scala> it.next()​​​​res5: java.lang.String = number​​      

再次注意it在調用dropWhile方法後發生的變化：現在it指向了list中的第二個單詞”number”。實際上，it和dropWhile傳回的結果res4将會傳回相同的元素序列。

隻有一個标準操作允許重用同一個疊代器：

​​val (it1, it2) = it.duplicate​​      

這個操作傳回兩個疊代器,每個都相當于疊代器it的完全拷貝。這兩個iterator互相獨立；一個發生變化不會影響到另外一個。相比之下，原來的疊代器it則被指定到元素的末端而無法再次使用。

總的來說，如果調用完疊代器的方法後就不再通路它，那麼疊代器的行為方式與容器是比較相像的。Scala容器庫中的抽象類TraversableOnce使這一特質更加明顯，它是 Traversable 和 Iterator 的公共父類。顧名思義，TraversableOnce 對象可以用foreach來周遊，但是沒有指定該對象周遊之後的狀态。如果TraversableOnce對象是一個疊代器，它周遊之後會位于最後一個元素，但如果是Traversable則不會發生變化。TraversableOnce的一個通常用法是作為一個方法的參數類型，傳遞的參數既可以是疊代器，也可以是traversable。Traversable類中的追加方法++就是一個例子。它有一個TraversableOnce 類型的參數，是以你要追加的元素既可以來自于疊代器也可以來自于traversable容器。

下面彙總了疊代器的所有操作。

Iterator類的操作

WHAT IT IS	WHAT IT DOES
抽象方法：
it.next()	傳回疊代器中的下一個元素，并将位置移動至該元素之後。
it.hasNext	如果還有可傳回的元素，傳回true。
變量：
it.buffered	被緩存的疊代器傳回it的所有元素。
it grouped size	疊代器會生成由it傳回元素組成的定長序列塊。
xs sliding size	疊代器會生成由it傳回元素組成的定長滑動視窗序列。
複制：
it.duplicate	會生成兩個能分别傳回it所有元素的疊代器。
加法：
it ++ jt	疊代器會傳回疊代器it的所有元素，并且後面會附加疊代器jt的所有元素。
it padTo (len, x)	首先傳回it的所有元素，追加拷貝x直到長度達到len。
Maps:
it map f	将it中的每個元素傳入函數f後的結果生成新的疊代器。
it flatMap f	針對it指向的序列中的每個元素應用函數f，并傳回指向結果序列的疊代器。
it collect f	針對it所指向的序列中的每一個在偏函數f上有定義的元素應用f，并傳回指向結果序列的疊代器。
轉換（Conversions）：
it.toArray	将it指向的所有元素歸入數組并傳回。
it.toList	把it指向的所有元素歸入清單并傳回
it.toIterable	把it指向的所有元素歸入一個Iterable容器并傳回。
it.toSeq	将it指向的所有元素歸入一個Seq容器并傳回。
it.toIndexedSeq	将it指向的所有元素歸入一個IndexedSeq容器并傳回。
it.toStream	将it指向的所有元素歸入一個Stream容器并傳回。
it.toSet	将it指向的所有元素歸入一個Set并傳回。
it.toMap	将it指向的所有鍵值對歸入一個Map并傳回。
拷貝：
it copyToBuffer buf	将it指向的所有元素拷貝至緩沖區buf。
it copyToArray(arr, s, n)	将it指向的從第s個元素開始的n個元素拷貝到數組arr，其中後兩個參數是可選的。
尺寸資訊:
it.isEmpty	檢查it是否為空（與hasNext相反）。
it.nonEmpty	檢查容器中是否包含元素（相當于 hasNext）。
it.size	it可傳回的元素數量。注意：這個操作會将it置于終點！
it.length	與it.size相同。
it.hasDefiniteSize	如果it指向的元素個數有限則傳回true（預設等同于isEmpty）
按下标檢索元素：
it find p	傳回第一個滿足p的元素或None。注意：如果找到滿足條件的元素，疊代器會被置于該元素之後；如果沒有找到，會被置于終點。
it indexOf x	傳回it指向的元素中index等于x的第一個元素。注意：疊代器會越過這個元素。
it indexWhere p	傳回it指向的元素中下标滿足條件p的元素。注意：疊代器會越過這個元素。
子疊代器：
it take n	傳回一個包含it指向的前n個元素的新疊代器。注意：it的位置會步進至第n個元素之後，如果it指向的元素數不足n個，疊代器将指向終點。
it drop n	傳回一個指向it所指位置之後第n+1個元素的新疊代器。注意：it将步進至相同位置。
it slice (m,n)	傳回一個新的疊代器，指向it所指向的序列中從開始于第m個元素、結束于第n個元素的片段。
it takeWhile p	傳回一個疊代器，指代從it開始到第一個不滿足條件p的元素為止的片段。
it dropWhile p	傳回一個新的疊代器，指向it所指元素中第一個不滿足條件p的元素開始直至終點的所有元素。
it filter p	傳回一個新疊代器 ，指向it所指元素中所有滿足條件p的元素。
it withFilter p	同it filter p 一樣，用于for表達式。
it filterNot p	傳回一個疊代器，指向it所指元素中不滿足條件p的元素。
拆分（Subdivision）：
it partition p	将it分為兩個疊代器；一個指向it所指元素中滿足條件謂詞p的元素，另一個指向不滿足條件謂詞p的元素。
條件元素（Element Conditions）：
it forall p	傳回一個布爾值，指明it所指元素是否都滿足p。
it exists p	傳回一個布爾值，指明it所指元素中是否存在滿足p的元素。
it count p	傳回it所指元素中滿足條件謂詞p的元素總數。
折疊（Fold）：
(z /: it)(op)	自左向右在it所指元素的相鄰元素間應用二進制操作op，初始值為z。
(it :\ z)(op)	自右向左在it所指元素的相鄰元素間應用二進制操作op，初始值為z。
it.foldLeft(z)(op)	與(z /: it)(op)相同。
it.foldRight(z)(op)	與(it :\ z)(op)相同。
it reduceLeft op	自左向右對非空疊代器it所指元素的相鄰元素間應用二進制操作op。
it reduceRight op	自右向左對非空疊代器it所指元素的相鄰元素間應用二進制操作op。
特殊折疊（Specific Fold）：
it.sum	傳回疊代器it所指數值型元素的和。
it.product	傳回疊代器it所指數值型元素的積。
it.min	傳回疊代器it所指元素中最小的元素。
it.max	傳回疊代器it所指元素中最大的元素。
拉鍊方法（Zippers）：
it zip jt	傳回一個新疊代器，指向分别由it和jt所指元素一一對應而成的二進制組序列。
it zipAll (jt, x, y)	傳回一個新疊代器，指向分别由it和jt所指元素一一對應而成的二進制組序列，長度較短的疊代器會被追加元素x或y，以比對較長的疊代器。
it.zipWithIndex	傳回一個疊代器，指向由it中的元素及其下标共同構成的二進制組序列。
更新：
it patch (i, jt, r)	由it傳回一個新疊代器，其中自第i個元素開始的r個元素被疊代器jt所指元素替換。
比對：
it sameElements jt	判斷疊代器it和jt是否依次傳回相同元素注意：it和jt中至少有一個會步進到終點。
字元串（String）：
it addString (b, start, sep, end)	添加一個字元串到StringBuilder b，該字元串以start為字首、以end為字尾，中間是以sep分隔的it所指向的所有元素。start、end和sep都是可選項。
it mkString (start, sep, end)	将it所指所有元素轉換成以start為字首、end為字尾、按sep分隔的字元串。start、sep、end都是可選項。

帶緩沖的疊代器

有時候你可能需要一個支援“預覽”功能的疊代器，這樣我們既可以看到下一個待傳回的元素，又不會令疊代器跨過這個元素。比如有這樣一個任務，把疊代器所指元素中的非空元素轉化成字元串。你可能會這樣寫：

​​def skipEmptyWordsNOT(it: Iterator[String]) =​​​​ while (it.next().isEmpty) {}​​      

但仔細看看這段代碼，就會發現明顯的錯誤：代碼确實會跳過空字元串，但同時它也跳過了第一個非空字元串！

要解決這個問題，可以使用帶緩沖能力的疊代器。[BufferedIterator]類是[Iterator]的子類，提供了一個附加的方法，head。在BufferedIterator中調用head 會傳回它指向的第一個元素，但是不會令疊代器步進。使用BufferedIterator，跳過空字元串的方法可以寫成下面這樣：

​​def skipEmptyWords(it: BufferedIterator[String]) =​​​​ while (it.head.isEmpty) { it.next() }​​      

通過調用buffered方法，所有疊代器都可以轉換成BufferedIterator。參見下例：

​​scala> val it = Iterator(1, 2, 3, 4)​​​​it: Iterator[Int] = non-empty iterator​​​​scala> val bit = it.buffered​​​​bit: java.lang.Object with scala.collection.​​​​ BufferedIterator[Int] = non-empty iterator​​​​scala> bit.head​​​​res10: Int = 1​​​​scala> bit.next()​​​​res11: Int = 1​​​​scala> bit.next()​​​​res11: Int = 2​​