迭代器

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。

迭代器模式（Iterator）实际上在Java的集合类中已经广泛使用了。我们以List为例，要遍历ArrayList，即使我们知道它的内部存储了一个Object[]数组，也不应该直接使用数组索引去遍历，因为这样需要了解集合内部的存储结构。如果使用Iterator遍历，那么，ArrayList和LinkedList都可以以一种统一的接口来遍历：

  1. List<String> list = ...
  2. for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext(); ) {
  3.     String s = it.next();
  4. }

实际上，因为Iterator模式十分有用，因此，Java允许我们直接把任何支持Iterator的集合对象用foreach循环写出来：

  1. List<String> list = ...
  2. for (String s : list) {
  4. }

然后由Java编译器完成Iterator模式的所有循环代码。

虽然我们对如何使用Iterator有了一定了解，但如何实现一个Iterator模式呢？我们以一个自定义的集合为例，通过Iterator模式实现倒序遍历：

  1. public class ReverseArrayCollection<T> implements Iterable<T> {
  2.     // 以数组形式持有集合:
  3.     private T[] array;
  5.     public ReverseArrayCollection(T... objs) {
  6.         this.array = Arrays.copyOfRange(objs, 0, objs.length);
  7.     }
  9.     public Iterator<T> iterator() {
  10.         return ???;
  11.     }
  12. }

实现Iterator模式的关键是返回一个Iterator对象，该对象知道集合的内部结构，因为它可以实现倒序遍历。我们使用Java的内部类实现这个Iterator：

  1. public class ReverseArrayCollection<T> implements Iterable<T> {
  2.     private T[] array;
  4.     public ReverseArrayCollection(T... objs) {
  5.         this.array = Arrays.copyOfRange(objs, 0, objs.length);
  6.     }
  8.     public Iterator<T> iterator() {
  9.         return new ReverseIterator();
  10.     }
  12.     class ReverseIterator implements Iterator<T> {
  13.         // 索引位置:
  14.         int index;
  16.         public ReverseIterator() {
  17.             // 创建Iterator时,索引在数组末尾:
  18.             this.index = ReverseArrayCollection.this.array.length;
  19.         }
  21.         public boolean hasNext() {
  22.             // 如果索引大于0,那么可以移动到下一个元素(倒序往前移动):
  23.             return index > 0;
  24.         }
  26.         public T next() {
  27.             // 将索引移动到下一个元素并返回(倒序往前移动):
  28.             index--;
  29.             return array[index];
  30.         }
  31.     }
  32. }

使用内部类的好处是内部类隐含地持有一个它所在对象的this引用，可以通过ReverseArrayCollection.this引用到它所在的集合。上述代码实现的逻辑非常简单，但是实际应用时，如果考虑到多线程访问，当一个线程正在迭代某个集合，而另一个线程修改了集合的内容时，是否能继续安全地迭代，还是抛出ConcurrentModificationException，就需要更仔细地设计。

练习

从迭代器 - 图1下载练习：使用Iterator模式实现集合的倒序遍历 （推荐使用IDE练习插件快速下载）

小结

Iterator模式常用于遍历集合，它允许集合提供一个统一的Iterator接口来遍历元素，同时保证调用者对集合内部的数据结构一无所知，从而使得调用者总是以相同的接口遍历各种不同类型的集合。

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迭代器 - 图2迭代器 - 图3