被用到炉火纯清的迭代器模式
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2021-01-06 18:00
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0x01：迭代器模式简介
Java中可以说已经把迭代器模式用到了极致，每一个集合类都关联了一个迭代器类Iterator。
迭代器模式（Iterator），提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各种元素，而又不暴露该对象的内部表示。UML类图如下：
其中，Aggregate是聚集抽象类，负责提供创建具体迭代器角色的接口；Iterator是迭代抽象类，用于定义得到开始对象、得到下一个对象、判断是否到结尾、当前对象等抽象方法，统一接口；ConcreteAggregate是具体聚集类，继承Aggregate；ConcreteIterator是具体迭代器类，继承Iterator，实现开始、下一个、是否结尾、当前对象等方法。具体角色说明：
Iterator（迭代器）：迭代器定义访问和遍历元素的接口；
ConcreteIterator （具体迭代器）：具体迭代器实现迭代器接口，对该聚合遍历时跟踪当前位置；
Aggregate （聚合）：聚合定义创建相应迭代器对象的接口；
ConcreteAggregate （具体聚合）：具体聚合实现创建相应迭代器的接口，该操作返回ConcreteIterator的一个适当的实例；
0x02：迭代器模式实现
抽象聚合：负责提供接口，比如定义一个类似createIterator()这样的方法，在Java集合类里一般是iterator()方法。
public interface Aggregate {
public void add(Object object);
public void remove(Object object);
public Iterator iterator();
}
抽象迭代器：负责定义访问和遍历元素的接口，基本上有固定的三个方法，即first()获取第一个元素、next()访问下一个元素、hasNext()判断已经遍历到最后。
public interface Iterator {
public Object next(); //遍历到下一个元素
public boolean hasNext(); //是否已经遍历到尾部
public boolean remove(); //删除当前指向的元素
}
具体聚合
public class ConcreteAggregate implements Aggregate {
private List list = new ArrayList();
@Override
public void add(Object object) {
this.list.add(object);
}
public void remove(Object object) {
this.list.remove(object);
}
@Override
public Iterator iterator() {
return new ConcreteIterator(this.list);
}
}
具体迭代器：简单的实现就是通过一个游标，在一个容器中前后移动，遍历所有它需要查看的元素
public class ConcreteIterator implements Iterator {
private List list= new ArrayList();
public int cursor = 0; //定义当前游标
public ConcreteIterator(List list) {
this.list= list;
}
@Override
public Object next() {
Object result = null;
if (this.hasNext()) {
result = this.list.get(this.cursor);
this.cursor = this.cursor + 1;
} else {
result = null;
}
return result;
}
@Override
public boolean hasNext() {
if (this.cursor == this.list.size()) {
return false;
}
return true;
}
@Override
public boolean remove() {
this.list.remove(this.cursor);
return true;
}
}
迭代器模式测试代码
注意引入自己定义的Iterator类，而不是Java内部封装好的java.util.Iterator类。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Aggregate aggregate = new ConcreteAggregate();
aggregate.add("java乐园");
aggregate.add("架构师知音");
aggregate.add("非常架构");
//遍历
Iterator iterator = aggregate.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
0x03：JDK中的迭代器源码分析
在JDK涉及到的迭代器Iterator都与集合有关，主要相关实现在java.util包下。下面以 ArrayList 为例进行分析：
java.lang.Iterable类：表示一个可以被迭代的对象
public interface Iterable<T> {
Iterator iterator() ;
default void forEach(Consumersuper T> action) {
Objects.requireNonNull(action);
for (T t : this) {
action.accept(t);
}
}
default Spliterator spliterator() {
return Spliterators.spliteratorUnknownSize(iterator(), 0);
}
}
java.util.Iterator：表示抽象迭代器
public interface Iterator<E> {boolean hasNext();E next();
default void remove() {
throw new UnsupportedOperationException("remove");
}
default void forEachRemaining(Consumersuper E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
while (hasNext())
action.accept(next());
}
}
java.util.Collection：表示抽象聚合对象
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
Iteratoriterator() ;
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean addAll(Collection c);
boolean removeAll(Collection c);
//其他省略
.......
}
java.util.AbstractList.Itr：具体迭代器实现类，该类是 java.util.AbstractList 类的一个内部类
private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
//具体代码省略.......}
java.util.ArrayList：具体聚合对象
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
//具体代码省略
.......
}
java.util.ArrayList整体实现UML类图
[来源：https://www.alicharles.com/article/design-pattern/jdk-iterator-pattern/]
研读JDK源码的迭代器模式，可以非常有效的学习和理解迭代器模式。从代码上看JDK的迭代器源码比小编实现的复杂很多，但是基本原理无两。常常研读大神的源码有利于提升技术能力。
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