Iterator简介(转)

 

 

2009-07-31 10:36:51|  分类： JAVA基础 |  标签： |字号大中小 订阅

　　 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。

　　 为解决以上问题，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...

}

　　 在JDK1.5中，还对上面的代码在语法上作了简化：

// Type是具体的类型，如String。

for(Type t : c) {

// 对t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。

　　Iterator源码剖析

　　 让我们来看看AbstracyList如何创建Iterator。首先AbstractList定义了一个内部类（inner class）：

private class Itr implements Iterator {

...

}

　　 而iterator()方法的定义是：

public Iterator iterator() {

　 return new Itr();

}

　　 因此客户端不知道它通过Iterator it = a.iterator();所获得的Iterator的真正类型。

　　 现在我们关心的是这个申明为private的Itr类是如何实现遍历AbstractList的：

private class Itr implements Iterator {

　 int cursor = 0;

　 int lastRet = -1;

　 int expectedModCount = modCount;

}

　　 Itr类依靠3个int变量（还有一个隐含的AbstractList的引用）来实现遍历，cursor是下一次next()调用时元素的位置，第一次调用next()将返回索引为0的元素。lastRet记录上一次游标所在位置，因此它总是比cursor少1。

　　 变量cursor和集合的元素个数决定hasNext()：

public boolean hasNext() {

　 return cursor != size();

}

　　 方法next()返回的是索引为cursor的元素，然后修改cursor和lastRet的值：

public Object next() {

　 checkForComodification();

　 try {

　　 Object next = get(cursor);

　　 lastRet = cursor++;

　　 return next;

　 } catch(IndexOutOfBoundsException e) {

　　 checkForComodification();

　　 throw new NoSuchElementException();

　 }

}

　　 expectedModCount表示期待的modCount值，用来判断在遍历过程中集合是否被修改过。AbstractList包含一个modCount变量，它的初始值是0，当集合每被修改一次时（调用add，remove等方法），modCount加1。因此，modCount如果不变，表示集合内容未被修改。

　　 Itr初始化时用expectedModCount记录集合的modCount变量，此后在必要的地方它会检测modCount的值：

final void checkForComodification() {

　 if (modCount != expectedModCount)

　　 throw new ConcurrentModificationException();

}

　　 如果modCount与一开始记录在expectedModeCount中的值不等，说明集合内容被修改过，此时会抛出ConcurrentModificationException。

　　 这个ConcurrentModificationException是RuntimeException，不要在客户端捕获它。如果发生此异常，说明程序代码的编写有问题，应该仔细检查代码而不是在catch中忽略它。

　　 但是调用Iterator自身的remove()方法删除当前元素是完全没有问题的，因为在这个方法中会自动同步expectedModCount和modCount的值：

public void remove() {

...

AbstractList.this.remove(lastRet);

...

// 在调用了集合的remove()方法之后重新设置了expectedModCount：

expectedModCount = modCount;

...

}

　　 要确保遍历过程顺利完成，必须保证遍历过程中不更改集合的内容（Iterator的remove()方法除外），因此，确保遍历可靠的原则是只在一个线程中使用这个集合，或者在多线程中对遍历代码进行同步。

　　 最后给个完整的示例：

Collection c = new ArrayList();

c.add("abc");

c.add("xyz");

for(Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) {

　 String s = (String)it.next();

　 System.out.println(s);

}

　　 如果你把第一行代码的ArrayList换成LinkedList或Vector，剩下的代码不用改动一行就能编译，而且功能不变，这就是针对抽象编程的原则：对具体类的依赖性最小。