集合初探--集合中的设计模式之Iterator模式

1. Iterator模式

·标准定义：提供一种统一的方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不需要暴露对象的内部表示。


·其本质体现了面向对象单一职责原则：一个聚合对象提供两个职责，一是组织管理数据对象，二是提供遍历算法。遍历算法会变，那么就隔离变化，抽象为一个迭代器，从而使得聚合对象职责单一。

2. 集合中的Iterator模式




·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。

·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(); ) { 
        Object o = it.next();
        // 对o的操作...
    }

·客户端自身不维护遍历集合的信息，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。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，这就是面向抽象的威力。


3. Iterator源码剖析

·首先看看java.util.Iterator接口的定义：

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

·再来看看AbstracyList如何创建Iterator。首先AbstractList定义了一个内部类（inner class，以便能访问集合属性）：

     private class Itr implements Iterator {
        ...
     }

    而iterator()方法的定义是：

    public Iterator iterator() {
        return new Itr();
    }

  
    因此客户端不知道它通过Iterator it = a.iterator();所获得的Iterator的真正类型。

·那么private的Itr类是如何实现遍历AbstractList的？

    private class Itr implements Iterator {
        int cursor = 0;
        int lastRet = -1;
        int expectedModCount = modCount;
    }

·Itr类依靠3个int变量来实现遍历，cursor是下一次next()调用时元素的位置，第一次调用next()将返回索引为0的元素。lastRet记录上一次游标所在位置，因此它总是比cursor少1。

·变量cursor和集合的元素个数决定hasNext()：

    public boolean hasNext() {
        return cursor != size(); //下一个元素位置不等于集合的大小
    }

   
·方法next()返回的是索引为cursor的元素，然后修改cursor和lastRet的值：

public Object next() {
        checkForComodification();
        try {
            Object next = get(cursor);
            lastRet = cursor++;
            return next;
        } catch(IndexOutOfBoundsException e) {
            checkForComodification();
            throw new NoSuchElementException();
        }
    }

·其他集合Iterator的遍历方式类似，不在细说。