java集合类中的迭代器模式

网友投稿 205 2022-10-30


java集合类中的迭代器模式

不说模式的问题,看一个<<设计模式之禅>>里面的例子。 老板要看到公司了各个项目的情况。(我知道我这个概述很让人头大,看代码吧)

示例程序

v1

package Iterator;/** * @author cbf4Life cbf4life@126.com * 定义一个接口,所有的项目都是一个接口 */public interface IProject { //从老板这里看到的就是项目信息 public String getProjectInfo(); }package Iterator;/** * @author cbf4Life cbf4life@126.com * 所有项目的信息类 */public class Project implements IProject { //项目名称 private String name = ""; //项目成员数量 private int num = 0; //项目费用 private int cost = 0; //定义一个构造函数,把所有老板需要看到的信息存储起来 public Project(String name,int num,int cost){ //赋值到类的成员变量中 this.name = name; this.num = num; this.cost=cost; } //得到项目的信息 public String getProjectInfo() { String info = ""; //获得项目的名称 info = info+ "项目名称是:" + this.name; //获得项目人数 info = info + "\t项目人数: "+ this.num; //项目费用 info = info+ "\t 项目费用:"+ this.cost; return info; }}package Iterator;import java.util.ArrayList;/** * @author cbf4Life cbf4life@126.com * 老板来看项目信息了 */public class Boss { public static void main(String[] args) { //定义一个List,存放所有的项目对象 ArrayList projectList = new ArrayList(); //增加星球大战项目 projectList.add(new Project("星球大战项目",10,10)); //增加扭转时空项目 projectList.add(new Project("扭转时空项目",100,1000)); //增加超人改造项目 projectList.add(new Project("超人改造项目",10000,100000)); //这边100个项目 for(int i=4;i<10;i++) projectList.add(new Project("第"+i+"个项目",i*5,i*100)); //遍历一下ArrayList,把所有的数据都取出 for(IProject project:projectList) System.out.println(project.getProjectInfo()); }}

类图如下:

实在太简单了,没什么说的。

不过现在,我想提几个问题。

多个对象聚在一起形成的总体叫做聚集(Aggregate)。在java中就是实现了Collection接口的那些类。我们在学习c的时候就接触的数组就是最最基本的聚集,在java中,数组也是其他聚集类型的设计基础。

从1.2版本开始java就提供了多种聚集,Vector,ArrayList,Stack,LinkList,HashSet,TreeSet,HashMap,TreeMap等等。

数组,堆栈,散列表有多种存储结构,如果我不想有数组来存储工程信息了要换成散列表,上面的代码就得大改(其实,我得承认这个假设本身就有问题,很少会有人没事闲得慌改存储结构,我们只是举个例子,引出我们下面要说的问题)

我们希望,java中的各种聚集都能提供一种"迭代"的功能。

ok 看我们的下个版本

从图中能看到,我们已经使用了jdk提供的迭代器相关模块。

v2

public interface Iterable { Iterator iterator();}

Iterable接口,任何能"具有迭代"功能的聚集都要实现这个接口,它也只有一个方法,返回聚集的迭代器。

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

Iterator接口,就是具体的迭代器。

大家在理解迭代器模式的时候,不妨这样想,一个聚集能够遍历自身,之前是因为我们用for循环依次取出每个元素,现在引入了模式后,遍历的功能就交给迭代器这个类(接口)了。

现在看代码

package iterator.v2;import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;/** * @author cbf4Life cbf4life@126.com * 定义一个迭代器 */public class ProjectIterator implements Iterator{ //所有的项目都放在这里ArrayList中 private ArrayList projectList = new ArrayList(); private int currentItem = 0; //构造函数出入projectList public ProjectIterator(ArrayList projectList){ this.projectList = projectList; } //判断是否还有元素,必须实现 public boolean hasNext() { //定义一个返回值 boolean b = true; if(this.currentItem>=projectList.size() || this.projectList.get(this.currentItem) == null){ b =false; } return b; } //取得下一个值 public IProject next() { return (IProject)this.projectList.get(this.currentItem++); } //删除一个对象 public void remove() { //暂时没有使用到 }}package iterator.v2;import java.util.Iterator;/** * @author cbf4Life cbf4life@126.com * 定义一个接口,所有的项目都是一个接口 */public interface IProject extends Iterable{ //增加项目 public void add(String name,int num,int cost); //从老板这里看到的就是项目信息 public String getProjectInfo(); public Iterator iterator();}package iterator.v2;import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;/** * @author cbf4Life cbf4life@126.com * 所有项目的信息类 */@SuppressWarnings("all")public class Project implements IProject { //定义一个项目列表,说有的项目都放在这里 private ArrayList projectList = new ArrayList(); //项目名称 private String name = ""; //项目成员数量 private int num = 0; //项目费用 private int cost = 0; public Project(){ } //定义一个构造函数,把所有老板需要看到的信息存储起来 private Project(String name,int num,int cost){ ... } //增加项目 public void add(String name,int num,int cost){ this.projectList.add(new Project(name,num,cost)); } //得到项目的信息 public String getProjectInfo() { ... } //产生一个遍历对象 public Iterator iterator(){ return new ProjectIterator(this.projectList); }}package iterator.v2;/** * @author cbf4Life cbf4life@126.com * 老板来看项目信息了 */public class Boss { public static void main(String[] args) { //定义一个List,存放所有的项目对象 IProject project = new Project(); //增加星球大战项目 project.add("星球大战项目ddddd",10,100); //增加扭转时空项目 project.add("扭转时空项目",100,10000); //增加超人改造项目 project.add("超人改造项目",10000,1000000); //这边100个项目 for(int i=4;i<14;i++){ project.add("第"+i+"个项目",i*5,i*1000); } //遍历一下ArrayList,把所有的数据都取出 ProjectIterator projectIterator = (ProjectIterator) project.iterator(); while(projectIterator.hasNext()){ IProject p = (IProject)projectIterator.next(); System.out.println(p.getProjectInfo()); } }}

迭代器模式的通用类图

图里面的具体迭代器与具体聚集之间的关系有点意思,这一点希望大家多看看代码。

另一方面,我们也可以把ProjectIterator作为内部类放置在projcet类里,这样迭代器就能直接访问到projectList。

后面我们这样改了之后再boss类里面

ProjectIterator projectIterator = (ProjectIterator) project.iterator();

代码依然可以用,这就是创建与使用分离的好处,也就是工厂模式的好处。

jdk的迭代器模式在聚集中的应用

uml图

在AbstractList中有以下两个方法

public ListIterator listIterator() { return new ListItr(0); } public Iterator iterator() { return new Itr(); }

不管是上面的uml图还是下面的代码,大家现在心里一定有个问题,ListItr与Itr是怎么回事。

其实我们只要看看AbstractList的源代码就能明白:Iterator接口里面的方法实在是太少了,hasNext,next,remove就三个方法;从遍历上来说也就是正向遍历,我要是想逆向遍历一下怎么办?ListItr就有这个功能

下面再看一段代码:

import java.util.*;public class IteratorDemo { public static void process(Collection c) { Iterator i = c.iterator(); //创建迭代器对象 //通过迭代器遍历聚合对象 while(i.hasNext()) { System.out.println(i.next().toString()); } } public static void main(String args[]) { Collection persons; persons = new ArrayList(); //创建一个ArrayList类型的聚合对象 persons.add("张无忌"); persons.add("小龙女"); persons.add("令狐冲"); persons.add("韦小宝"); persons.add("袁紫衣"); persons.add("小龙女"); process(persons); }}

我们现在是用ArrayList来存储数据,要是想换成HashSet很简单,也就

persons = new HashSet(); //创建一个ArrayList类型的聚合对象

一行代码的事。

下面还有一个问题,一个班级(Class in School)包含多个学生(Student),使用Java内置迭代器实现对学生信息的遍历,要求按学生年龄由大到小的次序输出学生信息。

怎么做,这个咱们下一节来讨论。

参考资料

java与模式

设计模式之禅 第二十章 迭代器模式

遍历聚合对象中的元素——迭代器模式            (很多资料都是参考自刘伟老师的博客)


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