Iterator Pattern （Collection接口&Iterator接口&ArrayList&LinkedList）

容器、泛型、迭代器相关内容可以结合java se分类下的第七章：异常  7.5-7.7容器：持有事务

 

迭代器模式（Iterator Pattern）是 Java 和 .Net 编程环境中非常常用的设计模式。这种模式用于顺序访问集合对象的元素，不需要知道集合对象的底层表示。

迭代器模式属于行为型模式。

主要解决：不同的方式来遍历整个整合对象。

关键代码：定义接口：hasNext, next。

应用实例：JAVA 中的iterator。

使用场景： 1、访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。 2、需要为聚合对象提供多种遍历方式。 3、为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

迭代器模式的结构

抽象容器：一般是一个接口，提供一个iterator()方法，例如java中的Collection接口，List接口，Set接口等。

具体容器：就是抽象容器的具体实现类，比如List接口的有序列表实现ArrayList，List接口的链表实现LinkList，Set接口的哈希列表的实现HashSet等。

抽象迭代器：定义遍历元素所需要的方法，一般来说会有这么三个方法：取得第一个元素的方法first()，取得下一个元素的方法next()，判断是否遍历结束的方法isDone()（或者叫hasNext()），移出当前对象的方法remove(),

迭代器实现：实现迭代器接口中定义的方法，完成集合的迭代。

 

容器与容器遍历

1.    实现一个可动态添加对象的容器（基于数组、基于链表）

2.    考虑不同容器的可替换性

3.    实现容器内元素的遍历

Test测试类

package com.dp.Iterator.Test;
import com.dp.Iterator.Collection.ArrayList;
import com.dp.Iterator.Collection.Collection;
import com.dp.Iterator.Collection.LinkedList;
import com.dp.Iterator.Entity.Cat;
import com.dp.Iterator.Iterator.Iterator;
public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		
		//Collection c = new ArrayList();     //针对接口编程，父类引用指向子类对象
		Collection c = new LinkedList();
		for(int i=0; i<15; i++) {
			c.add(new Cat(i));
		}
		System.out.println(c.size());

		Iterator it = c.iterator();
		while(it.hasNext()) {
			Object o = it.next();
			System.out.print(o+" ");
		}
		System.out.println(" ");
	}
/*
15
Cat [id=0] Cat [id=1] Cat [id=2] Cat [id=3] Cat [id=4] Cat [id=5] Cat [id=6] Cat [id=7] 
Cat [id=8] Cat [id=9] Cat [id=10] Cat [id=11] Cat [id=12] Cat [id=13] Cat [id=14]  
 
 */
}

容器相关类

Collection接口

package com.dp.Iterator.Collection;

import com.dp.Iterator.Iterator.Iterator;
/**
 * 容器接口
 */
public interface Collection {
	void add(Object o);
	int size();
	Iterator iterator();
}

ArrayLis类

package com.dp.Iterator.Collection;

import com.dp.Iterator.Iterator.Iterator;

public class ArrayList implements Collection{
	
	Object[] objects = new Object[10];
	int index = 0;                      //个数
	
	public void add(Object o) {
		if(index == objects.length) {//原空间不够时copy到新的空间
			Object[] newObjects = new Object[objects.length*2];
			System.arraycopy(objects, 0, newObjects, 0,objects.length);
			objects = newObjects;
		}
		objects[index] = o;
		index++;
	}
	
	public int size() {
		return index;
	}

	@Override
	public Iterator iterator() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new ArrayListIterator();
	}
	private class ArrayListIterator implements Iterator {//这里用的内部类

		private int currentIndex = 0;   //下一个元素的下标
		
		@Override
		public Object next() {
			Object o = objects[currentIndex];
			currentIndex++;
			return o;
		}

		@Override
		public boolean hasNext() {
			if(currentIndex >= index) { //下一个元素的下标等于数组个数时表示到头
				return false;
			}else return true;
		}
		
	}
}

LinkedList类

package com.dp.Iterator.Collection;

import com.dp.Iterator.Iterator.Iterator;

public class LinkedList implements Collection{
	
	 Node head = null;
	 Node tail = null;
	 int size = 0;
	 
	 public void add(Object o) {
		 Node n = new Node(o,null);
		 if(head == null) {
			 head = n;
			 tail = n;     //复制了引用，head、tail和n指向的是同一内存空间，head、tail是n的别名
		 }
		 tail.setNext(n);    //接入新的节点
		 tail = n;           //tail再次指向链表尾部
		 size++;
	 }
	 
	 public int size() {
		 return size;
	 }

	@Override
	public Iterator iterator() {
		return new LinkedListIterator();
	}
	private class LinkedListIterator implements Iterator{//这里用的内部类

		Node current = head;
		@Override
		public Object next() {
			Object o = current.getData();
			current = current.getNext();
			return o;
		}

		@Override
		public boolean hasNext() {
			if(current == null)
			return false ;
			else return true;
		}
		
	}
}

LinkedList中使用的Node类

package com.dp.Iterator.Collection;

public class Node {
	
	private Object data;
	private Node next;
	
	
	public Node(Object data, Node next) {
		super();
		this.data = data;
		this.next = next;
	}
	
	public Object getData() {
		return data;
	}
	public void setData(Object data) {
		this.data = data;
	}
	public Node getNext() {
		return next;
	}
	public void setNext(Node next) {
		this.next = next;
	}
	
}

迭代器相关类

package com.dp.Iterator.Iterator;

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

Cat元素类

package com.dp.Iterator.Entity;

public class Cat {
	private int id;

	public Cat(int id) {
		super();
		this.id = id;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Cat [id=" + id + "]";
	}
	

}

另：以LinkedList为例关于泛型的使用GenericLinkedList（可对比上面的LinkedList）

package com.dp.Iterator.Generic;
import com.dp.Iterator.Collection.Collection;
/**
 * 泛型的使用
 *  */
public class GenericArrayList {
	Object[] objects = new Object[10];
	int index = 0;                      //个数
	
	public void add(E o) {
		if(index == objects.length) {//原空间不够时copy到新的空间
			Object[] newObjects = new Object[objects.length*2];
			System.arraycopy(objects, 0, newObjects, 0,objects.length);
			objects = newObjects;
		}
		objects[index] = o;
		index++;
	}
	
	public int size() {
		return index;
	}
	public static void main(String[] args) {
		GenericArrayList g = new GenericArrayList();
		g.add("hello");
	}
}