• 1492阅读
  • 1回复

Java源码分析:深入探讨Iterator模式 [复制链接]

上一主题 下一主题
在线郭成刚
 

只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主   发表于: 2016-10-31

Java源码分析:深入探讨Iterator模式
作者:兄弟连 www.itxdl.cn
免费资料领取 http://www.hdb.com/party/029pu.html
 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
  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。
   Iterator源码剖析

  让我们来看看AbstracyList如何创建Iterator。首先AbstractList定义了一个内部类(inner class):

  private class Itr implements Iterator {
  ...
  }

  而iterator()方法的定义是:

  public Iterator iterator() {
  return new Itr();
  }
兄弟连招贤令
 
离线曹华
只看该作者 沙发   发表于: 2017-11-01
很有道理
兄弟连招贤令
 
快速回复
限100 字节
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
 
上一个 下一个