迭代器模式

现在很多高级语言本身就支持迭代器。我们在不知不觉地已经使用迭代器很久了。 迭代器模式定义: 英文定义:The Iterator Pattern provides a way to access the elements of an aggregate object sequentially without exposing its underlying representation. 中文定义:迭代器模式提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不暴露该对象的内部表示。

迭代器模式的UML类图表示(摘自《Head First Design Pattern》):

使用迭代器模式的好处是:

  • 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示
  • 支持对聚合对象的多种遍历
  • 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口

这里我们不自己实现迭代器模式,我们看看Java中迭代器模式的实现。 Iterator接口:

public interface Iterator<E> {

    boolean hasNext();

    E next();

    void remove();
}

我们经常使用的List就是一个Aggregate类,而ArrayList就是一个ConcreteAggregate类,我们来看看内部的实现。 其类的继承关系如下:

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
    ...
    // 这里的iterator相当于迭代器模式中的createIterator()方法,创建一个迭代器(这里的iterator方法来自其Iterable接口)
    public Iterator<E> iterator() {
      return new Itr();
    }

    // 这个Itr类是ArrayList的一个内部类,是自己实现的自己的Iterator
    private class Itr implements Iterator<E> {}
    ...
}

我们常用的foreach循环(Java和C#原生支持foreach循环,C++11也开始支持这种写法),其内部的实现其实是这样的: 比如我们有一个名叫names的List,里面保存的是String,我们采用foreach循环遍历:

for (String name : names) {
    System.out.println(name);
}

内部实现:

Iterator<String> iter = names.iterator();
while(iter.hasNext()) {
  System.out.println(iter.next());
}

所以所有实现了Iterable接口的类都支持foreach循环。 Iterable接口:

public interface Iterable<T> {

    Iterator<T> iterator();
}

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