持有对象--迭代器

Leefs 2019-12-02 AM 3324℃ 2条

# 持有对象--迭代器

### 前言

任何容器类，都必须有某种方式可以插入元素并将它们再次取回。毕竟，持有事物是容器最基本的工作。

对于List容器，add():插入元素，get():取出元素。

如果从更高层的角度考虑，会发现这里有个缺点：**要使用容器，必须对容器的确切类型编程**。初看起来这没什么不好，但是考虑下面的情况：如果原本是对着List编码的，但是后来发现如果能够把相同的代码应用于Set，将会显得非常方便，此时应该怎么做？或者打算从头开始编写通用的代码，它们只是使用容器，不知道或者不关心容器的类型，那么如何才能不重写代码就可以应用于不同类型的容器？

### 概念

迭代器（也是一种设计模式）的概念可以用于达成此目的。

**迭代器模式：就是提供一种方法对一个容器对象中的各个元素进行访问，而又不暴露该对象容器的内部细节。**

Java集合框架的集合类，我们有时候称之为容器。容器的种类有很多种，比如`ArrayList`、`LinkedList`、`HashSet`...，每种容器都有自己的特点，`ArrayList`底层维护的是一个数组；`LinkedList`是链表结构的；`HashSet`依赖的是哈希表，每种容器都有自己特有的数据结构。

因为容器的内部结构不同，很多时候可能不知道该怎样去遍历一个容器中的元素。所以为了使对容器内元素的操作更为简单，Java引入了迭代器模式！

把访问逻辑从不同类型的集合类中抽取出来，从而避免向外部暴露集合的内部结构。

### 参数说明

迭代器通常被称为轻量级对象：创建它的代价小，因此，经常可以见到对迭代器有些奇怪的限制：例如，Java的Iterator只能单向移动，这个Iterator只能用来：

> 1.使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。Iterator将准备好返回序列的第一个元素
>
> 2.使用next()获得序列中的下一个元素。
>
> 3.使用hasNext()检查序列中是否还有元素。
>
> 4.使用remove()将迭代器新返回的元素删除

```java
public class SimpleIteratoion {
    public static void main(String[] args) {
        List<Pet> pets = Pets.arrayList(12);
        Iterator<Pet> it = pets.iterator();
        while(it.hasNext()){
            Pet p = it.next();
            System.out.print(p.id() +":"+p+" ");
        }
        System.out.println();
        for(Pet p : pets){
            System.out.print(p.id() + ":"+p+" ");
        }
        System.out.println();
        it=pets.iterator();
        for(int i = 0; i<6;i++){
            it.next();
            it.remove();
        }
        System.out.println(pets);
    }
}
```

> 运行结果

```java
0:Rat 1:Manx 2:Cymric 3:Mutt 4:Pug 5:Cymric 6:Pug 7:Manx 8:Cymric 9:Rat 10:EgyptianMau 11:Hamster 
0:Rat 1:Manx 2:Cymric 3:Mutt 4:Pug 5:Cymric 6:Pug 7:Manx 8:Cymric 9:Rat 10:EgyptianMau 11:Hamster 
[Pug, Manx, Cymric, Rat, EgyptianMau, Hamster]
```

有了Iterator就不必为容器中元素的数量操心了，那是由`hasNext()`和`next()`关心的事情。

如果你只是向前遍历List,并不打算修改List对象本身，那么你可以看到`foreach`语法会显得更加简洁。

Iterator还可以移除由next()产生的最后一个元素，这意味着在调用remove()之前必须先调用next().

**接受对象容器并传递它，从而在每个对象上都执行操作，这种思想十分强大，事实上，你工作中的很大一部分时间就是在做该操作。**

### 代码2

现在考虑创建一个display()方法，它不必知晓容器的确切类型：

```java
public class CrossContainerIteration {
    public static void display(Iterator<Pet> it){
        while(it.hasNext()){
            Pet p = it.next();
            System.out.print(p.id() + ":" + p + "  ");
        }
        System.out.println();
    }

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Pet> pets = Pets.arrayList(8);
        LinkedList<Pet> petsLL = new LinkedList<Pet>(pets);
        HashSet<Pet> petsHS = new HashSet<Pet>(pets);
        TreeSet<Pet> petsTS = new TreeSet<Pet>(pets);
        display(pets.iterator());
        display(petsLL.iterator());
        display(petsHS.iterator());
        display(petsTS.iterator());
    }
}
```

> 运行结果

```java
0:Rat  1:Manx  2:Cymric  3:Mutt  4:Pug  5:Cymric  6:Pug  7:Manx  
0:Rat  1:Manx  2:Cymric  3:Mutt  4:Pug  5:Cymric  6:Pug  7:Manx  
0:Rat  1:Manx  2:Cymric  3:Mutt  4:Pug  5:Cymric  6:Pug  7:Manx  
5:Cymric  2:Cymric  7:Manx  1:Manx  3:Mutt  6:Pug  4:Pug  0:Rat 
```

display()方法不包含任何有关它所遍历的序列的类型信息，而这也展示了Iterator的真正威力：能够将遍历序列的操作与序列底层的结构分离。

正由于此，我们有时会说：迭代器统一了对容器的访问方式。

### 练习题

> 写一个方法，使用Iterator遍历Collection,并打印容器中每个对象的`toString()`。填充各种类型的Collection,然后对其使用此方法。

```java
public class containerTest11 {
    public static void display(Collection c){
        Iterator it = c.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next()+" ");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<String> a = new ArrayList<>(
                Arrays.asList("aa","bb","cc")
        );
        display(a);
    }
}
```

> 运行结果

```java
aa bb cc 
```

标签: Java, Java编程思想, JavaSE, 持有对象

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