深入探讨Iterator模式

下一页 1 2 

　　 

??java.util包中包含了一系列重要的集合类。本文将从分析源码入手，深入研究一个集合类的内部结构，以及遍历集合的迭代模式的源码实现内幕。

??下面我们先简单讨论一个根接口Collection，然后分析一个抽象类AbstractList和它的对应Iterator接口，并仔细研究迭代子模式的实现原理。

??本文讨论的源代码版本是JDK 1.4.2，因为JDK 1.5在java.util中使用了很多泛型代码，为了简化问题，所以我们还是讨论1.4版本的代码。

??集合类的根接口Collection

??Collection接口是所有集合类的根类型。它的一个主要的接口方法是：

??boolean add(Object c)

??add()方法将添加一个新元素。注意这个方法会返回一个boolean，但是返回值不是表示添加成功与否。仔细阅读doc可以看到，Collection规定：如果一个集合拒绝添加这个元素，无论任何原因，都必须抛出异常。这个返回值表示的意义是add()方法执行后，集合的内容是否改变了（就是元素有无数量，位置等变化），这是由具体类实现的。即：如果方法出错，总会抛出异常；返回值仅仅表示该方法执行后这个Collection的内容有无变化。

??类似的还有：

??boolean addAll(Collection c);
??boolean remove(Object o);
??boolean removeAll(Collection c);
??boolean remainAll(Collection c);

??Object[] toArray()方法很简单，把集合转换成数组返回。Object[] toArray(Object[] a)方法就有点复杂了，首先，返回的Object[]仍然是把集合的所有元素变成的数组，但是类型和参数a的类型是相同的，比如执行：

??String[] o = (String[])c.toArray(new String[0]);

??得到的o实际类型是String[]。

??其次，如果参数a的大小装不下集合的所有元素，返回的将是一个新的数组。如果参数a的大小能装下集合的所有元素，则返回的还是a，但a的内容用集合的元素来填充。尤其要注意的是，如果a的大小比集合元素的个数还多，a后面的部分全部被置为null。

??最后一个最重要的方法是iterator()，返回一个Iterator（迭代子），用于遍历集合的所有元素。

??用Iterator模式实现遍历集合

??Iterator模式是用于遍历集合类的标准访问方法。它可以把访问逻辑从不同类型的集合类中抽象出来，从而避免向客户端暴露集合的内部结构。

??例如，如果没有使用Iterator，遍历一个数组的方法是使用索引：

??for(int i=0; i<array.size(); i++) { ... get(i) ... }

??而访问一个链表（LinkedList）又必须使用while循环：

??while((e=e.next())!=null) { ... e.data() ... }

??以上两种方法客户端都必须事先知道集合的内部结构，访问代码和集合本身是紧耦合，无法将访问逻辑从集合类和客户端代码中分离出来，每一种集合对应一种遍历方法，客户端代码无法复用。

??更恐怖的是，如果以后需要把ArrayList更换为LinkedList，则原来的客户端代码必须全部重写。

??为解决以上问题，Iterator模式总是用同一种逻辑来遍历集合：

??for(Iterator it = c.iterater(); it.hasNext(); ) { ... }

??奥秘在于客户端自身不维护遍历集合的"指针"，所有的内部状态（如当前元素位置，是否有下一个元素）都由Iterator来维护，而这个Iterator由集合类通过工厂方法生成，因此，它知道如何遍历整个集合。

??客户端从不直接和集合类打交道，它总是控制Iterator，向它发送"向前"，"向后"，"取当前元素"的命令，就可以间接遍历整个集合。

??首先看看java.util.Iterator接口的定义：

??public interface Iterator {
??    boolean hasNext();
??    Object next();
??    void remove();
??}

??依赖前两个方法就能完成遍历，典型的代码如下：

??for(Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) {
        Object o = it.next();
        // 对o的操作...
    }

??在JDK1.5中，还对上面的代码在语法上作了简化：

    // Type是具体的类型，如String。
    for(Type t : c) {
        // 对t的操作...
    }

??每一种集合类返回的Iterator具体类型可能不同，Array可能返回ArrayIterator，Set可能返回SetIterator，Tree可能返回TreeIterator，但是它们都实现了Iterator接口，因此，客户端不关心到底是哪种Iterator，它只需要获得这个Iterator接口即可，这就是面向对象的威力。

原文转自：http://www.ltesting.net