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【设计模式】迭代器模式 ——详解Iterator、foreach与for循环的区别

时间:2024-05-26 15:31:22浏览次数:22  
标签:迭代 iterator Iterator next foreach 设计模式 public

参考:B站UP主动力节点

迭代器模式

定义:提供方法,顺序访问集合对象中的各个元素,而又不暴露对象的内部表示。为遍历不同的集合结构提供统一的接口,分离了集合对象的遍历行为。

tipsIterator迭代器本身就是JDK按照该模式设计的迭代器,通常情况下,我们都是直接使用JDK提供的。

此处手撕一个简易版迭代器方便理解:

public interface Iterator{
	public boolean hasNext();  // 判断是否有下一个元素
	public Object next();  // 获取下一个元素
}

// 容器接口,内部含迭代器
public interface Container {
	public Iterator getIterator(); 
}

// 举例,String[]作为容器
public class NameContainer implements Container{

	public String[] names = {"zhangsan", "lisi", "wangwu"};

	@Override
	public Iterator getIterator(){
		return new NameIterator();
	}

	private class NameIterator implements Iterator{
		int index;
		
		@Override
		public boolean hasNext(){
			if (index < names.length()) return true;
			return false;
		}

		@Override
		public Object next(){
			if (this.hashNext()) return names[index++];
			return null;
		}
	}
}

测试结果:

public class Test{
	public static void main(String[] args) {
		Container container = new NameContainer();
		for (Iterator iterator = container.getIterator; iterator.hashNext()) {
			System.out.println("姓名:" + iterator.next().toString());
		}
	} 
}

源码理解

特地查阅源码之后,确认JDK8中所提供的迭代器与以上手撕版本原理相同。

JDK8中的Iterator接口:

public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
    
    // default methods
}

public interface Iterable<T> {
    Iterator<T> iterator();
    
    // default methods
}

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
	//...
	Iterator<E> iterator();
	// ...   
}

核心仍然是hasNext()next()两个方法,然后在Collection<T>接口中实现了Iterable<T>接口。简而言之,就是我们常用的Collection的子接口List、Set、Queue都含有迭代器。

然后,可以动动我们的小手,翻阅各个具体实现类中的Iterator是如何实现的,比如ArratList中,有私有实现类Itr外,还有ListItr:

private class Itr implements Iterator<E> {
	    int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;

        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {...}

        public void remove() {...}

        @Override
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {...}

        final void checkForComodification() {...}
}

private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {...}

当然,除特殊情况,一般我们使用Iterator迭代器的目的就是为了脱离集合本身迭代,而迭代只需要关注本身的hasNext()next()方法即可。

这里我一直强调的是脱离集合本身迭代,意思就是提高代码的可复用性,这里主要是和for循环做对比,以下内容阐述两者的主要区别。

Iterator和foreach的区别

可以理解为foreachIterator的简易版,foreach仅含有迭代功能,而Iterator还含有其他功能,比如remove、add等,不同集合类含有的Iterator功能可能不同。

Iterator、foreach和for循环的区别

本质区别在于,Iterator迭代器和foreach是在集合的副本中迭代,而for循环是在集合本身循环。以ArrayList为例,元素都存储在一个Obeject[] elementData数组中,前两者的遍历对象为Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;,即原数组的副本,而for循环是直接遍历Obeject[] elementData本身。

使用上,iteratorforeach是按顺序依次搜索,而for循环是依据索引直接获取指定元素。所以,按顺序存储的结构中,优先使用for循环,比如ArrayList;而在不按顺序存储的结构中,只能使用iteratorforeach,比如HashSet、map.KeySet()以及一些链式结构

我们设计程序时,考虑使用迭代器的主要目的是为了代码的复用性,比如当前集合可能更改为链式结构存储时,遍历功能就可以采用iterator方便后续维护。

标签:迭代,iterator,Iterator,next,foreach,设计模式,public
From: https://blog.csdn.net/Z_H_sheng/article/details/139214287

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