Java 集合:迭代器(Iterator, Iterable)
Iterator接口
public interface Iterator<E> { boolean hasNext(); E next(); void remove();
}
访问元素前需要使用hasNext进行判断是否有元素存在,如果有再通过next操作获取,直接使用next操作而不进行hasNext检测,当到达末尾时会抛出NoSuchElement异常
Iterator的remove操作
好久没有看JDK代码了,今天翻看Java Core看到迭代器里面的注意点,居然一点都回忆不起来了。先看如下代码:
Iterator<String> iter = list.iterator();
String s = iter.next();
iter.remove();
那么这里iter.remove()删除的是哪个元素,删除的是列表中的第一个元素,通用一点来讲是迭代器上一次next()所返回的那个元素。又有如下代码:
Iterator<String> iter = list.iterator();
String s = iter.next();
iter.remove();
iter.remove();
如果去实际运行的话会报:java.lang.IllegalStateException异常即,每次remove都应该有对应的一次next,其实就是两两配对的,remove的就是next返回的那个元素。
从AbstractList的源码中可以看到Iterator的一个基本实现:
private class Itr implements Iterator<E> {
/**
* Index of element to be returned by subsequent call to next.
*/
int cursor = 0; /**
* Index of element returned by most recent call to next or
* previous. Reset to -1 if this element is deleted by a call
* to remove.
*/
int lastRet = -1; /**
* The modCount value that the iterator believes that the backing
* List should have. If this expectation is violated, the iterator
* has detected concurrent modification.
*/
int expectedModCount = modCount; public boolean hasNext() {
return cursor != size();
} public E next() {
checkForComodification();
try {
int i = cursor;
E next = get(i);
lastRet = i;
cursor = i + 1;
return next;
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
checkForComodification();
throw new NoSuchElementException();
}
} public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification(); try {
AbstractList.this.remove(lastRet);
if (lastRet < cursor)
cursor--;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
} final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
可以看到有lastRet和cursor两个变量,前者用于代表next()操作返回的元素的索引,后者用于表示下一次next()调用是应该返回的元素的索引值。每当一次remove操作后lastRet就被清空了,同时cursor--,因为lastRet对应的元素在cursor前面,而此时其被remove了,那么cursor的值必然要减一。其实这里的迭代器实现都基本上被AbstractList的子类覆盖了,如LinkedList,ArrayList。前者不支持随机访问肯定不能用索引值作为获取元素的实现,否则迭代器效率就太低了。
ListIterator(extends Iterator<E>)
List接口除了继承Iterable接口外,还有几个额外的方法(listIterator)用来获取专门针对List的迭代器(即ListIterator)可以看一下LinkedList的迭代器实现:
private class ListItr implements ListIterator<E> {
private Node<E> lastReturned = null;
private Node<E> next;
private int nextIndex;
private int expectedModCount = modCount; ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
} public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
} public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException(); lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
} public boolean hasPrevious() {
return nextIndex > 0;
} public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException(); lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
} public int nextIndex() {
return nextIndex;
} public int previousIndex() {
return nextIndex - 1;
} public void remove() {
checkForComodification();
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException(); Node<E> lastNext = lastReturned.next;
unlink(lastReturned);
if (next == lastReturned)
next = lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned = null;
expectedModCount++;
} public void set(E e) {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
lastReturned.item = e;
} public void add(E e) {
checkForComodification();
lastReturned = null;
if (next == null)
linkLast(e);
else
linkBefore(e, next);
nextIndex++;
expectedModCount++;
} final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
对于remove操作的思路大体一致只不过把lastRet换成了一个链表节点lastReturned,在每次remove后也会将其置位null。而在获取元素上不是像父类版本中的那样直接通过get(i)进行获取。迭代器会保存两个相邻的节点指针lastReturned和next。这样当元素被remove掉(lastReturned=null),当再次调用next时由于保存了next指针值,依然可以在链表中移动。
相比于Iterator接口ListIterator接口多了一个add方法,它会把元素放入到迭代器指向的next元素之前的位置,即下一个元素之前的位置。
Iterable接口
public interface Iterable<T> { /**
* Returns an iterator over a set of elements of type T.
*
* @return an Iterator.
*/
Iterator<T> iterator();
}
如Java Core上所述如果我们实现Iterable接口那么就可以在foreach循环中使用。如
class MyCollection implements Iterable<Integer> { @Override
public Iterator<Integer> iterator() {
return new Iterator<Integer>() {
public int count = 0; @Override
public boolean hasNext() { return count < 10;
} @Override
public Integer next() {
return count++;
} @Override
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
} };
} } public class Fields implements Const {
public static void main(final String[] args) { MyCollection myCollection = new MyCollection();
for (Integer i : myCollection) {
System.out.println(i);
} }
}
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