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迭代器(iterator)有时又称游标(cursor)是程序设计的软件设计模式,可在容器(container,例如链表或阵列)上遍访的接口,设计人员无需关心容器的内容。 展开全文
迭代器(iterator)有时又称游标(cursor)是程序设计的软件设计模式,可在容器(container,例如链表或阵列)上遍访的接口,设计人员无需关心容器的内容。
信息
外文名
iterator
别    称
游标卡尺
提出者
张康健
中文名
迭代器
适用领域范围
IT行业
迭代器解释
迭代器(iterator)是一种对象,它能够用来遍历标准模板库容器中的部分或全部元素,每个迭代器对象代表容器中的确定的地址。迭代器修改了常规指针的接口,所谓迭代器是一种概念上的抽象:那些行为上像迭代器的东西都可以叫做迭代器。然而迭代器有很多不同的能力,它可以把抽象容器和通用算法有机的统一起来。迭代器提供一些基本操作符:*、++、==、!=、=。这些操作和C/C++“操作array元素”时的指针接口一致。不同之处在于,迭代器是个所谓的复杂的指针,具有遍历复杂数据结构的能力。其下层运行机制取决于其所遍历的数据结构。因此,每一种容器型都必须提供自己的迭代器。事实上每一种容器都将其迭代器以嵌套的方式定义于内部。因此各种迭代器的接口相同,型号却不同。这直接导出了泛型程序设计的概念:所有操作行为都使用相同接口,虽然它们的型别不同。迭代器使开发人员能够在类或结构中支持foreach迭代,而不必整个实现IEnumerable或者IEnumerator接口。只需提供一个迭代器,即可遍历类中的数据结构。当编译器检测到迭代器时,将自动生成IEnumerable接口或者IEnumerator接口的Current,MoveNext和Dispose方法。1.迭代器是可以返回相同类型值的有序序列的一段代码;2.迭代器可用作方法、运算符或get访问器的代码体;3.迭代器代码使用yieldreturn语句依次返回每个元素,yield break将终止迭代;4.可以在类中实现多个迭代器,每个迭代器都必须像任何类成员一样有惟一的名称,并且可以在foreach语句中被客户端,代码调用如下所示:foreach(int x in SimpleClass.Iterator2){};5.迭代器的返回类型必须为IEnumerable和IEnumerator中的任意一种;6.迭代器是产生值的有序序列的一个语句块,不同于有一个 或多个yield语句存在的常规语句块;7.迭代器不是一种成员,它只是实现函数成员的方式,理解这一点是很重要的,一个通过迭代器实现的成员,可以被其他可能或不可能通过迭代器实现的成员覆盖和重载;8.迭代器块在C#语法中不是独特的元素,它们在几个方面受到限制,并且主要作用在函数成员声明的语义上,它们在语法上只是语句块而已;9.yield关键字用于指定返回的值。到达yieldreturn语句时,会保存当前位置。下次调用迭代器时将从此位置重新开始执行。 迭代器对集合类特别有用,它提供一种简单的方法来迭代不常用的数据结构(如二进制树)。迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的可带泛型数据类型。
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  • 迭代器(Iterator)

    万次阅读 多人点赞 2017-04-30 16:45:16
    迭代器(Iterator)是一个对象,它的工作是遍历并选择序列中的对象,它提供了一种访问一个容器(container)对象中的各个元素,而又不必暴露该对象内部细节的方法。通过迭代器,开发人员不需要了解容器底层的结构,就...

    迭代器(Iterator)是一个对象,它的工作是遍历并选择序列中的对象,它提供了一种访问一个容器(container)对象中的各个元素,而又不必暴露该对象内部细节的方法。通过迭代器,开发人员不需要了解容器底层的结构,就可以实现对容器的遍历。由于创建迭代器的代价小,因此迭代器通常被称为轻量级的容器。


    迭代器的使用主要有以下三个方面的注意事项:

    1)使用容器的iterator()方法返回一个Iterator,然后通过Iterator的next()方法返回第一个元素。

    2)使用Iterator()的hasNext()方法判断容器中是否还有元素,如果有,可以使用next()方法获取下一个元素。

    3)可以通过remove()方法删除迭代器返回的元素。


    Iterator支持派生的兄弟成员。ListIterator只存在于List中,支持在迭代期间向List中添加或删除元素,并且可以在List中双向滚动。


    Iterator的使用方法如下例所示:

    package com.js;
    /**
     * Iterator使用Demo
     */
    import java.util.Iterator;
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.List;
    
    public class Test {
    	public void main(String[] args){
    		List<String> ll = new LinkedList<String>();
    		ll.add("first");
    		ll.add("second");
    		ll.add("third");
    		ll.add("fourth");
    		for(Iterator<String> iterator = ll.iterator();iterator.hasNext();){
    			String string = (String)iterator.next();
    			System.out.println(string);
    		}
    	}
    }

    运行结果为:

    first
    second
    third
    fourth


    使用iterator()方法时经常会遇到ConcurrentModificationException异常,这通常是由于在使用Iteraor遍历容器的同时又对容器做增加或删除操作所导致的,或者由于多线程操作导致,当一个线程使用迭代器遍历容器的同时,另外一个线程对这个容器进行增加或删除操作。下列主要介绍单线程抛出ConcurrentModificationException的情况:

    package com.js;
    /**
     * Iterator使用Demo
     */
    import java.util.Iterator;
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.List;
    
    public class Test {
    	public void main(String[] args){
    		List<String> ll = new LinkedList<String>();
    		ll.add("first");
    		ll.add("second");
    		ll.add("third");
    		ll.add("fourth");
    		for(Iterator<String> iterator = ll.iterator();iterator.hasNext();){
    			String string = (String)iterator.next();
    			System.out.println(string);
    			if(string.equals("second"))
    				ll.add("fifth");
    		}
    	}
    }
    


    运行结果为:

    first
    second
    Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.LinkedList$ListItr.checkForComodification(Unknown Source)
    at java.util.LinkedList$ListItr.next(Unknown Source)
    at com.js.Test.main(Test.java:17)

    抛出上述异常的主要原因是当条用容器的iterator()方法返回Iterator对象时,把容器中包含对象的个数赋值给了一个变量expectedModCount,在调用next()方法时会比较变量expectedModCount与容器中实际对象的个数modCount的值是否相等,若二者不相等,则会抛出ConcurrentModificationException异常,因此在使用Iterator遍历容器的过程中,如果对容器进行增加或删除操作,就会改变容器中对象的数量,从而导致抛出异常。解决办法如下:在遍历的过程中把需要删除的对象保存到一个集合中,等遍历结束后再调用removeAll()方法来删除,或者使用iterator.remove()方法。


    以上主要介绍了单线程的解决方案,那么多线程访问容器的过程中抛出ConcurrentModificationException异常了又该怎么解决呢?

    1)在JDK1.5版本引入了线程安全的容器,比如ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList等。可以使用这些线程安全的容器来代替非线程安全的容器。

    2)在使用迭代器遍历容器时对容器的操作放到synchronized代码块中,但是当引用程序并发程度比较高时,这会严重影响程序的性能。


    引申:Iterator和ListIterator有什么区别?

    Iterator只能正向遍历集合,适用于获取移除元素。ListIterator继承自Iterator,专门针对List,可以从两个方向来遍历List,同时支持元素的修改。

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  • C++之迭代器(Iterator)篇

    千次阅读 多人点赞 2017-08-16 20:43:32
    迭代器(Iterator)的介绍 背景:指针可以用来遍历存储空间连续的数据结构,但是对于存储空间费连续的,就需要寻找一个行为类似指针的类,来对非数组的数据结构进行遍历。 定义:迭代器提供对一个容器中的对象的...
    1. 迭代器(Iterator)的介绍
      背景:指针可以用来遍历存储空间连续的数据结构,但是对于存储空间费连续的,就需要寻找一个行为类似指针的类,来对非数组的数据结构进行遍历。
      定义:迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型。
      迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法,并且定义了容器中对象的范围
      迭代器(Iterator)是指针(pointer)的泛化,它允许程序员用相同的方式处理不同的数据结构(容器)。
      (1)迭代器类似于C语言里面的指针类型,它提供了对对象的间接访问。
      (2)指针是C语言中的知识点,迭代器是C++中的知识点。指针较灵活,迭代器功能较丰富。
      (3)迭代器提供一个对容器对象或者string对象的访问方法,并定义了容器范围

    2. 迭代器和指针的区别:
      容器和string有迭代器类型同时拥有返回迭代器的成员。如:容器有成员begin和end,其中begin成员复制返回指向第一个元素的迭代器,而end成员返回指向容器尾元素的下一个位置的迭代器,也就是说end指示的是一个不存在的元素,所以end返回的是尾后迭代器

    3. 容器迭代器的使用
      每种容器类型都定义了自己的迭代器类型,如vector:vector< int>:: iterator iter;//定义一个名为iter的变量,数据类型是由vector< int>定义的iterator 类型。简单说就是容器类定义了自己的iterator类型,用于访问容器内的元素。每个容器定义了一种名为iterator的类型,这种类型支持迭代器的各种行为
      常用迭代器类型如下:
      这里写图片描述
      如上图所示,迭代器类型主要支持两类,随机访问和双向访问。其中vector和deque支持随机访问,list,set,map等支持双向访问。
      1)随机访问:提供了对数组元素进行快速随机访问以及在序列尾部进行快速插入和删除操作。
      2)双向访问:插入和删除所花费的时间是固定的,与位置无关。

    4. 迭代器的操作
      1、所有迭代器:
      这里写图片描述
      2、双向迭代器:
      这里写图片描述
      3、输入迭代器:
      列表内容
      4、输出迭代器
      这里写图片描述
      5、随机迭代器
      这里写图片描述

    资料引用:
    http://blog.csdn.net/qq_23100787/article/details/51388163
    特别鸣谢~

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  • iterator

    2018-11-15 17:17:54
    每当一个对象需要被迭代时(例如在for…of循环的开头),它的@@iterator方法被调用而没有参数,并且返回的迭代器用于获取要迭代的值。 某些内置类型具有默认的迭代行为,而其他类型(例如Object)则没有。带有@@...

    每当一个对象需要被迭代时(例如在for…of循环的开头),它的@@iterator方法被调用而没有参数,并且返回的迭代器用于获取要迭代的值。

    某些内置类型具有默认的迭代行为,而其他类型(例如Object)则没有。带有@@iterator方法的内置类型是:

    Array.prototype@@iterator
    TypedArray.prototype@@iterator
    String.prototype@@iterator
    Map.prototype@@iterator
    Set.prototype@@iterator

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  • Java Iterator原理分析

    千次阅读 2018-09-18 10:02:28
    所有Iterator都最终实现接口IteratorIterator接口中包含三个基本方法,next(), hasNext(), remove(),其中对于List的遍历删除只能用Iterator的remove方法;JDK1.8中Iterator接口的源码如下: public interface ...

    所有Iterator都最终实现接口Iterator,Iterator接口中包含三个基本方法,next(), hasNext(), remove(),其中对于List的遍历删除只能用Iterator的remove方法;JDK1.8中Iterator接口的源码如下:

    public interface Iterator<E> {
    
        boolean hasNext();
    
        // JDK1.8的新特性,可以通过default在接口中写个方法的实现
        default void remove() {
            throw new UnsupportedOperationException("remove");
        }
        
        default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Objects.requireNonNull(action);
            while (hasNext())
                action.accept(next());
        }
    }
    

    下面将基于ArrayList的Iterator的实现分析Iterator的原理(基于JDK1.8):

    1. 在ArrayList类中有个方法iterator(),此方法将返回一个iterator的实现,这里可以看出实现类叫Itr,通过其它源码可知,此类是AarryList的内部类,即ArryList的Iterator实现在ArrayList内部;
        public Iterator<E> iterator() {
            return new Itr();
        }
    
    1. 下面重点看下ArrayList中实现类Itr类的源码:
    private class Itr implements Iterator<E> {
            /**
             * 下一个返回的位置
             */
            int cursor = 0;
    
            /**
             * 当前操作的位置
             */
            int lastRet = -1;
    
            /**
             * 类似版本号,检查List是否有更新
             */
            int expectedModCount = modCount;
    
            public boolean hasNext() {      // 判断是否有下一个元素
                return cursor != size();
            }
    
            public E next() {  // 返回下一个元素
                checkForComodification();
                try {
                    int i = cursor;     // cursor记录的是下一个元素,所以调用next时将返回的是cursor对应的元素
                    E next = get(i);    //  记录需要返回的元素
                    lastRet = i;        // 记录当前元素
                    cursor = i + 1;     // 记录下一个元素
                    return next;
                } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
                    checkForComodification();
                    throw new NoSuchElementException();
                }
            }
    
            public void remove() {       // 移除元素
                if (lastRet < 0)
                    throw new IllegalStateException();
                checkForComodification();     //   检查是否有更改,remove或者add
    
                try {
                    AbstractList.this.remove(lastRet);   // 删除当前元素  
                    if (lastRet < cursor)                // 删除了之后指标减1
                        cursor--;
                    lastRet = -1;                    
                    expectedModCount = modCount;         // 保持版本号一致
                } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
                    throw new ConcurrentModificationException();
                }
            }
    
            final void checkForComodification() {    // 如果有更改则抛出ConcurrentModificationException异常
                if (modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }
    

    从上面代码中可以看出,对于Iterator的实现中主要有几个变量cursor,lastRest, expectedModCount三个变量,其中cursor将记录下一个位置,lastRet记录当前位置,expectedModCount记录没有修改的List的版本号。

    问题:还记得说List中在iterator遍历的时候,不能随便添加和删除元素吗,这是为什么呢?

    在iterator遍历的时候抛出异常都是checkForComodification作的,根本原因是modCout和expectedModCount不相等,导致抛出异常

    那为啥会不相等呢?

    可以看看ArrayList的add和remove方法,

    remove方法:
    这里写图片描述

    add方法:

    这里写图片描述

    从上面的代码中可以看出只要对ArrayList作了添加或删除操作都会增加modCount版本号,这样的意思是在迭代期间,会不断检查modCount和迭代器持有的expectedModCount两者是不是相等,如果不想的就抛出异常了。

    这样在迭代器迭代期间不能对ArrayList作任何增删操作,但是可以通过iterator的remove作删除操作,从之前的代码可以看出,在iterator的remove()中有一行代码,expectedModCount = modCount; 这个赋值操作保证了iterator的remove是可用性的。

    当然,iterator期间不能增删的根本原因是ArrayList遍历会不准,就像遍历数组的时候改变了数组的长度一样

    弱一致性迭代器请见这篇文章

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