怎样实现java Iterator迭代器功能

时间:2021-04-02 人气:0

这篇文章主要介绍了如何实现java Iterator迭代器功能,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下

今天躺在床上忽然想到一个问题，迭代器的代码是如何实现的？
于是乎不由自主的爬起来敲两行代码。

List<String> list=new ArrayList<>(2);
    list.add("java");
    list.add("C#");
    Iterator<String> iterator=list.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
      System.out.println(iterator.next());
    }

上面的代码是java中很常见的一个迭代的功能。

于是自己也想要写一个泛型类，然后支持这种迭代的功能。

于是乎写了一个类似ArrayList的动态数组功能。

package a;

import javax.swing.text.html.HTMLDocument;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;

public class Gys<T>{
  private final static int default_capacity =10;
  private int endIndex =0;
  private Object[] elemts;

  public Gys() {
    this.elemts = new Object[default_capacity];
  }

  public T[] add(T t){
    if(elemts.length-1< endIndex){
      int newCapcti= default_capacity *2;
      elemts= Arrays.copyOf(elemts,newCapcti);
    }
    elemts[endIndex++]=t;
    return (T[])elemts;
  }

  public int size(){
    return endIndex;
  }

  public T get(int i){
    if(i< endIndex){
      return (T) elemts[i];
    }
    throw new RuntimeException("索引超出界限");
  }


  public static void main(String[] args) {
    Gys<Integer> gys=new Gys<>();
    gys.add(5);
    gys.add(45);
    System.out.println(gys.get(0));
    System.out.println(gys.get(1));    
  }
}

上面的代码怎么都没办法实现Iterator的功能，在idea下怎么都点不出来Iterator的提示；
于是只能去翻阅jdk原码。在ArrayList中看到如下的代码。

在ArrayList中申明一个内部类Itr，并且继承Iterator<E>这个接口，然后实现hasNext()和next()方法。
在定义一个方法专门获取迭代器实例。

public Iterator<E> iterator() { return new Itr(); }

这才明白如何实现迭代器功能;

所以对上面的泛型代码进行改造。

package a;

import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;

public class Gys<T>{
  private final static int default_capacity =10;
  private int endIndex =0;
  private Object[] elemts;

  public Gys() {
    this.elemts = new Object[default_capacity];
  }

  public T[] add(T t){
    if(elemts.length-1< endIndex){
      int newCapcti= default_capacity *2;
      elemts= Arrays.copyOf(elemts,newCapcti);
    }
    elemts[endIndex++]=t;
    return (T[])elemts;
  }

  public int size(){
    return endIndex;
  }

  class Itr implements Iterator<T>{

    private int point;
    private int len;

    public Itr() {
      this.point=0;
      this.len=endIndex;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
      return point<endIndex?true:false;
    }

    @Override
    public T next() {
      return (T) elemts[point++];
    }
  }

  public Iterator<T> iterator(){
    return new Itr();
  } 

  public T get(int i){
    if(i< endIndex){
      return (T) elemts[i];
    }
    throw new RuntimeException("索引超出界限");
  }


  public static void main(String[] args) {
    Gys<Integer> gys=new Gys<>();
    gys.add(5);
    gys.add(45);
    /*System.out.println(gys.get(0));
    System.out.println(gys.get(1));*/
    Iterator iterator= gys.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
      System.out.println(iterator.next());
    }
  }
}

怎么样、这个时候就可以对自己的泛型类Gys实现迭代的功能了。

同时另一个疑问也来了，和Iterator长得异常相似的接口Iterable是干什么的？他和Iterator又是什么关系？

既然实现了迭代的功能，那么为什么foreach的语法无法实现了。

翻开源码看看。

源码中可以看出Iterable接口提供了一个获取迭代器的接口方法。那么又有哪些类实现了接口呢？
使用idea的ctrl+h快捷键调出查看类的全部继承关系。

我们看到熟悉的Collection接口。

看到Colllection接口中并没有实现这个接口，依然是一个接口方法。继续向下追踪

看到我们熟悉的ArrayList这个类型实现了iterator方法。

从这个角度来看ArrayList中的iterator()方法不是空穴来风的，他是通过继承collection和Iterable这些接口而来的。
虽然我们上面的泛型类实现了迭代的功能，但是学习了新知识后总要练练手，于是这个时候画蛇添足的对上面的代码继续改造。

package a;

import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;

public class Gys<T> implements Iterable<T>{
  private final static int default_capacity =10;
  private int endIndex =0;
  private Object[] elemts;

  public Gys() {
    this.elemts = new Object[default_capacity];
  }

  public T[] add(T t){
    if(elemts.length-1< endIndex){
      int newCapcti= default_capacity *2;
      elemts= Arrays.copyOf(elemts,newCapcti);
    }
    elemts[endIndex++]=t;
    return (T[])elemts;
  }

  public int size(){
    return endIndex;
  }

  class Itr implements Iterator<T>{

    private int point;
    private int len;

    public Itr() {
      this.point=0;
      this.len=endIndex;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
      return point<endIndex?true:false;
    }

    @Override
    public T next() {
      return (T) elemts[point++];
    }
  }  
  @Override
  public Iterator<T> iterator(){
    return new Itr();
  }


  public T get(int i){
    if(i< endIndex){
      return (T) elemts[i];
    }
    throw new RuntimeException("索引超出界限");
  }


  public static void main(String[] args) {
    Gys<Integer> gys=new Gys<>();
    gys.add(5);
    gys.add(45);
    /*System.out.println(gys.get(0));
    System.out.println(gys.get(1));*/
    Iterator iterator= gys.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
      System.out.println(iterator.next());
    }
  }
}

实现了Iterable接口的类，都可以实现forEach功能。

其实forEache的写法最终还是会编译成成迭代器的写法。

写到这想起来之前<<java编程的逻辑>>这本书上说的对于接口的描述：

接口是用于给实现类提供某种能力。

从这个例子中可以很清晰的理解这结论的准确性：

Iterable:给实现类提供一个获取迭代器的能力。
Iterator：给实现类提供迭代的能力。

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