【Java基础】了解迭代器Iterator

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。

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：

• 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

  。