在Java中,我们可以对List集合进行如下几种方式的遍历:

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(5);
list.add(23);
list.add(42);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.print(list.get(i) + ",");
} Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.print(it.next() + ",");
} for (Integer i : list) {
System.out.print(i + ",");
}

第一种就是普通的for循环,第二种为迭代器遍历,第三种是for each循环。后面两种方式涉及到Java中的iterator和iterable对象,接下来我们来看看这两个对象的区别以及如何在自定义类中实现for each循环。

Iterator与Iterable

iterator为Java中的迭代器对象,是能够对List这样的集合进行迭代遍历的底层依赖。而iterable接口里定义了返回iterator的方法,相当于对iterator的封装,同时实现了iterable接口的类可以支持for each循环。

iterator内部细节

jdk中Iterator接口主要方法如下:

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

iterator通过以上两个方法定义了对集合迭代访问的方法,而具体的实现方式依赖于不同的实现类,具体的集合类实现Iterator接口中的方法以实现迭代。

可以发现,在List中并没有实现Iterator接口,而是实现的Iterable接口。进一步观察Iterable接口的源码可以发现其只是返回了一个Iterator对象。

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

所以我们可以使用如下方式来对List进行迭代了(通过调用iterator()方法)

Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.print(it.next() + ",");
}

同时实现了Iterable接口的还可以使用for each循环。

for each原理

其实for each循环内部也是依赖于Iterator迭代器,只不过Java提供的语法糖,Java编译器会将其转化为Iterator迭代器方式遍历。我们对以下for each循环进行反编译:

 for (Integer i : list) {
System.out.println(i);
}

反编译后:

Integer i;
for(Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(i)){
i = (Integer)iterator.next();
}

可以看到Java的for each增强循环是通过iterator迭代器方式实现的。

深入探讨Iterable与Iterator关系

有一个问题,为什么不直接将hasNext(),next()方法放在Iterable接口中,其他类直接实现就可以了?

原因是有些集合类可能不止一种遍历方式,实现了Iterable的类可以再实现多个Iterator内部类,例如LinkedList中的ListItrDescendingIterator两个内部类,就分别实现了双向遍历和逆序遍历。通过返回不同的Iterator实现不同的遍历方式,这样更加灵活。如果把两个接口合并,就没法返回不同的Iterator实现类了。ListItr相关源码如下:

    public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
} private class ListItr implements ListIterator<E> {
...
ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
} public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
...

如上所示可以通过调用list.listIterator()方法返回iterator迭代器(list.iterator()只是其默认实现)

DescendingIterator源码如下:

    public Iterator<E> descendingIterator() {
return new DescendingIterator();
}
private class DescendingIterator implements Iterator<E> {
private final ListItr itr = new ListItr(size());
public boolean hasNext() {
return itr.hasPrevious();
}
public E next() {
return itr.previous();
}
public void remove() {
itr.remove();
}
}

同样可以通过list.descendingIterator()使用该迭代器。

实现自己的迭代器

我们现在有一个自定义类ArrayMap,现在如果对其进行如下for each遍历:

ArrayMap<String, Integer> am = new ArrayMap<>();
am.put("hello", 5);
am.put("syrups", 10); for (String s: am) {
System.out.println(s);
}

由于我们并没有实现hashNext和next抽象方法,所以无法对其进行遍历。

自定义迭代器类

我们首先自定义一个迭代器类实现hashNext和next方法,并将其作为ArrayMap的内部类,相关代码如下:

   public class KeyIterator implements Iterator<K> {
private int ptr; public KeyIterator() {
ptr = 0;
} @Override
public boolean hasNext() {
return (ptr != size);
} @Override
public K next() {
K returnItem = keys[ptr];
ptr += 1;
return returnItem;
}
}

可以看到我们在next中指定的遍历规则是根据ArrayMap的key值进行遍历。有了上述迭代器类,我们就可以使用iterator方式在外部对其进行遍历了,遍历代码如下:

ArrayMap<String, Integer> am = new ArrayMap<>();
am.put("hello", 5);
am.put("syrups", 10);
ArrayMap.KeyIterator ami = am.new KeyIterator();
while (ami.hasNext()) {
System.out.println(ami.next());
}

如上所示,通过创建KeyIterator对象进行迭代访问(注意外部类创建内部类对象的方式)。

支持for each循环

现在还不能支持for each循环访问,因为我们还没有实现iterable接口,首先在ArrayMap中实现Iterable接口:

public class ArrayMap<K, V> implements Iterable<K> {

    private K[] keys;
private V[] values;
int size; public ArrayMap() {
keys = (K[]) new Object[100];
values = (V[]) new Object[100];
size = 0;
}
....
}

然后重写iterator()方法,并在其中返回我们自己的迭代器对象(iterator)

    @Override
public Iterator<K> iterator() {
return new KeyIterator();
}

注意我们自定义的KeyIterator类必须要实现Iterator接口,否则在iterator()方法中返回的类型不匹配。

总结与感想

(1)学会深入思考,一点点抽丝剥茧,多想想为什么这样实现,很多问题没有自己想象中的那么复杂。

(2)遇到疑惑不放弃,这是提升自己最好的机会,遇到某个疑难的点,解决的过程中会挖掘出很多相关东西。

参考资料:

(1)CS61B

(2)for each实现原理

(3)Iterable与iterator区别

Java中的Iterable与Iterator详解的更多相关文章

  1. Java 中的异常和处理详解

    Java 中的异常和处理详解 原文出处: 代码钢琴家 简介 程序运行时,发生的不被期望的事件,它阻止了程序按照程序员的预期正常执行,这就是异常.异常发生时,是任程序自生自灭,立刻退出终止,还是输出错误 ...

  2. Java中23种经典设计模式详解

    Java中23种设计模式目录1. 设计模式 31.1 创建型模式 41.1.1 工厂方法 41.1.2 抽象工厂 61.1.3 建造者模式 101.1.4 单态模式 131.1.5 原型模式 151. ...

  3. java中Map及Map.Entry详解

    Map是java中的接口,Map.Entry是Map的一个内部接口. Map提供了一些常用方法,如keySet().entrySet()等方法. keySet()方法返回值是Map中key值的集合:e ...

  4. 关于Java中进程和线程的详解

    一.进程:是程序的一次动态执行,它对应着从代码加载,执行至执行完毕的一个完整的过程,是一个动态的实体,它有自己的生命 周期.它因创建而产生,因调度而运行,因等待资源或事件而被处于等待状态,因完成任务而 ...

  5. Java中的IO流系统详解(转载)

    摘要: Java 流在处理上分为字符流和字节流.字符流处理的单元为 2 个字节的 Unicode 字符,分别操作字符.字符数组或字符串,而字节流处理单元为 1 个字节,操作字节和字节数组. Java ...

  6. Java中String 的equals 和==详解

    一.Java中数据存储区域包括: 1.寄存器:最快的存储区,由编译器根据需求进行分配,我们在程序中无法控制. 2. 栈:存放基本类型的变量数据和对象的引用,但对象本身不存放在栈中,而是存放在堆(new ...

  7. java中vector与hashtable操作详解

    众所周知,java中vector与hashtable是线程安全的,主要是java对两者的操作都加上了synchronized,也就是上锁了.因此 在vector与hashtable的操作是不会出现问题 ...

  8. Java中的IO流系统详解

    Java 流在处理上分为字符流和字节流.字符流处理的单元为 2 个字节的 Unicode 字符,分别操作字符.字符数组或字符串,而字节流处理单元为 1 个字节,操作字节和字节数组. Java 内用 U ...

  9. java中内存结构及堆栈详解

    一. java内存结构 1. Heap(堆):实例分配的地方,通过-Xms与-Xmx来设置 2. MethodArea(方法区域):类的信息及静态变量. 对应是Permanet Generation, ...

随机推荐

  1. Docker进阶之六:网络管理

    一.默认网络 安装Docker时会自动创建三个网络:docker network ls 列出网络: # docker network ls NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE 5 ...

  2. SoEasyPlatform 代码生成器

    介绍 一款轻量级开源的代码生成器,相对较动软代码生成器而言要轻量的多,支持多种数据库,所用到dll组件也都在github有源码,代码非常的简单有点基础的看源码可以把生成的项目改成自已的风格. 特色 该 ...

  3. 使用Fiddler获取OAuth2认证的access token时候返回502

    微软动态CRM专家罗勇 ,回复322或者20190402可方便获取本文,同时可以在第一间得到我发布的最新博文信息,follow me! 我这里Fiddler的Composer功能来获取OAuth2 认 ...

  4. 好看又能打的CRM系统大比拼:Salesforce, SugarCRM, Odoo等

    介绍 今天的CRM市场提供了大量的解决方案和软件替代品.有些适合大型企业(通常需要内部托管),而其他企业则更多地应用于SME的需求(通常使用云托管解决方案). 在CRM解决方案方面,提供商必须调整其产 ...

  5. C++基础——类封装简单示例

    一.前言 在IC前端设计/验证领域,只会HDL远远不够.目前大多数项目使用已开发好的系统架构和IP Core,因此设计部分的工作量慢慢向系统集成和验证方向转移.而在集成和验证过程中,往往以各种脚本和面 ...

  6. eclipse代码提示设置过常用字符还是不起作用的解决方法

    问题:重装eclipse之后发现没有了代码提示,一般情况下在设置中添加自动提示的字符之后就可以了,设置如下 如上图,初始的时候是只有一个点号,并没有字符,输入26个字母的大小写后点击Apply and ...

  7. requirement failed: Unacceptable value for property 'kafka.timeline.metrics.host_in_memory_aggregation', boolean values must be either 'true' or 'false

    requirement failed: Unacceptable value for property 'kafka.timeline.metrics.host_in_memory_aggregati ...

  8. LOJ #6050. 「雅礼集训 2017 Day11」TRI

    完全不会的数学神题,正解留着以后填坑 将一个口胡的部分分做法,我们考虑计算格点多边形(包括三角形)面积的皮克公式: \[S=a+\frac{1}{2}b-1\text({a为图形内部节点个数,b为边界 ...

  9. 解决微信公众号授权登录和开放平台微信第三方应用授权登录获取到的用户Openid关联问题

    开发背景: 最近一段时间一直在做关于微信方面的网站应用开发,这段时间也收获的不少关于微信开发方面的开发技能,接触的比较多的主要有微信公众号和微信网站app第三方登录授权,以及微信会员卡,优惠券和扫描二 ...

  10. Vue评论组件案例

    最近学习了Vue前端框架,在这里记录一下组件的用法,我自己试着写了一个评论的组件,大神看到勿喷,欢迎提出宝贵意见. 首先看一下效果图 用到的文件有: <link rel="styles ...