持有物件-2 迭代器深入理解
阿新 • • 發佈:2019-01-08
概述
任何容器類,都必須有某種方式可以插入元素並將它們再次取回。畢竟,持有事物是容器最基本的工作。對於List, add0是插入元素的方法之- ,而get0是取出元素的方法之-。 如果從更高層的角度思考,會發現這裡有個缺點:要使用容器,必須對容器的確切型別程式設計。初看起來這沒什麼不好,但是考慮下面的情況:如果原本是對著List編碼的,但是後來發現如果能夠把相同的程式碼應用於Set,將會顯得非常方便,此時應該怎麼做?或者打算從頭開始編寫通用的程式碼,它們只是使用容器,不知道或者說不關心容器的型別,那麼如何才能不重寫程式碼就可以應用於不同型別的容器? 迭代器(也是-種設計模式)的概念可以用於達成此目的。迭代器是一個物件,它的工作是遍歷並選擇序列中的物件,而客戶端程式設計師不必知道或關心該序列底層的結構。此外,迭代器通常被稱為輕量級物件:建立它的代價小。因此,經常可以見到對迭代器有些奇怪的限制;例如,Java的Iterator 只能單向移動,這個Iterator只能用來: 1)使用方法iterator(要求容器返回-一個Iterator。Iterator將準 備好返回序列的第一個元素。2)使用next0獲得序列中的下一個元素。3)使用hasNext0檢查序列中是否還有元素。 4)使用removeO將迭代器新近返回的元素刪除。迭代器模式定義
迭代器模式(Iterator),提供一種方法順序訪問一個聚合物件中的各種元素,而又不暴露該物件的內部表示。
迭代器模式的角色構成
(1)迭代器角色(Iterator):定義遍歷元素所需要的方法,一般來說會有這麼三個方法:取得下一個元素的方法next(),判斷是否遍歷結束的方法hasNext()),移出當前物件的方法remove(),
(2)具體迭代器角色(Concrete Iterator):實現迭代器介面中定義的方法,完成集合的迭代。
(3)容器角色(Aggregate): 一般是一個介面,提供一個iterator()方法,例如java中的Collection介面,List介面,Set介面等
(4)具體容器角色(ConcreteAggregate):就是抽象容器的具體實現類,比如List介面的有序列表實現ArrayList,List介面的連結串列實現LinkList,Set介面的雜湊列表的實現HashSet等。
迭代器模式應用的場景及意義
(1)訪問一個聚合物件的內容而無需暴露它的內部表示
(2)支援對聚合物件的多種遍歷
(3)為遍歷不同的聚合結構提供一個統一的介面 具體程式碼實現: 定義迭代器角色(Iterator)1 public interface Iterator { 2 3 public boolean hasNext(); 4 public Object next(); 5 }
定義具體迭代器角色(Concrete Iterator)
1 package patten.design; 2 3 import patten.design.List;; 4 5 public class ConcreteIterator implements Iterator { 6 private List list = null; 7 private int index; 8 9 public ConcreteIterator(List list) { 10 super(); 11 this.list = list; 12 } 13 14 @Override 15 public boolean hasNext() { 16 if (index >= list.getSize()) { 17 return false; 18 } else { 19 return true; 20 } 21 } 22 23 @Override 24 public Object next() { 25 Object object = list.get(index); 26 index++; 27 return object; 28 } 29 30 }
定義容器角色(Aggregate)
1 package patten.design; 2 3 //定義集合可以進行的操作 4 public interface List { 5 6 public void add(Object obj); 7 public Object get(int index); 8 public Iterator iterator(); 9 public int getSize(); 10 }
定義具體容器角色(ConcreteAggregate)
1 package patten.design; 2 3 public class ConcreteAggregate implements List{ 4 5 private Object[] list; 6 private int size=0; 7 private int index=0; 8 public ConcreteAggregate(){ 9 index=0; 10 size=0; 11 list=new Object[100]; 12 } 13 @Override 14 public void add(Object obj) { 15 list[index++]=obj; 16 size++; 17 } 18 19 @Override 20 public Iterator iterator() { 21 22 return new ConcreteIterator(this); 23 } 24 @Override 25 public Object get(int index) { 26 27 return list[index]; 28 } 29 @Override 30 public int getSize() { 31 32 return size; 33 } 34 35 }
程式碼測試
1 package patten.design; 2 3 public class IteratorTest { 4 5 /** 6 * @param args 7 */ 8 public static void main(String[] args) { 9 10 List list=new ConcreteAggregate(); 11 list.add("a"); 12 list.add("b"); 13 list.add("c"); 14 list.add("d"); 15 Iterator it=list.iterator(); 16 while(it.hasNext()){ 17 System.out.println(it.next()); 18 } 19 } 20 21 }
迭代器模式的優缺點:
迭代器模式的優點有:
- 簡化了遍歷方式,對於物件集合的遍歷,還是比較麻煩的,對於陣列或者有序列表,我們尚可以通過遊標來取得,但使用者需要在對集合瞭解很清楚的前提下,自行遍歷物件,但是對於hash表來說,使用者遍歷起來就比較麻煩了。而引入了迭代器方法後,使用者用起來就簡單的多了。
- 可以提供多種遍歷方式,比如說對有序列表,我們可以根據需要提供正序遍歷,倒序遍歷兩種迭代器,使用者用起來只需要得到我們實現好的迭代器,就可以方便的對集合進行遍歷了。
- 封裝性良好,使用者只需要得到迭代器就可以遍歷,而對於遍歷演算法則不用去關心。
迭代器模式的缺點:
- 對於比較簡單的遍歷(像陣列或者有序列表),使用迭代器方式遍歷較為繁瑣,大家可能都有感覺,像ArrayList,我們寧可願意使用for迴圈和get方法來遍歷集合。
總的來說: 迭代器模式是與集合共生共死的,一般來說,我們只要實現一個集合,就需要同時提供這個集合的迭代器,就像java中的Collection,List、Set、Map等,這些集合都有自己的迭代器。假如我們要實現一個這樣的新的容器,當然也需要引入迭代器模式,給我們的容器實現一個迭代器。