8.3 迭代器
8.3 迭代器
在任何集合类中，必须通过某种方法在其中置入对象，再用另一种方法从中取得对象。毕竟，容纳各种各样的对象正是集合的首要任务。在 Vector 中，addElement()便是我们插入对象采用的方法，而 elementAt()是提取对象的唯一方法。Vector 非常灵活，我们可在任何时候选择任何东西，并可使用不同的索引选择多个元素。
若从更高的角度看这个问题，就会发现它的一个缺陷：需要事先知道集合的准确类型，否则无法使用。乍看来，这一点似乎没什么关系。但假若最开始决定使用 Vector，后来在程序中又决定（考虑执行效率的原因）改变成一个 List（属于 Java1.2 集合库的一部分），这时又该如何做呢？
可利用“迭代器”（Iterator）的概念达到这个目的。它可以是一个对象，作用是遍历一系列对象，并选择那个序列中的每个对象，同时不让客户程序员知道或关注那个序列的基础结构。此外，我们通常认为迭代器是一种“轻量级”对象；也就是说，创建它只需付出极少的代价。但也正是由于这个原因，我们常发现迭代器存在一些似乎很奇怪的限制。例如，有些迭代器只能朝一个方向移动。 Java 的 Enumeration（枚举，注释 ②）便是具有这些限制的一个迭代器的例子。除下面这些外，不可再用它做其他任何事情：
(1) 用一个名为 elements()的方法要求集合为我们提供一个 Enumeration。我们首次调用它的 nextElement()时，这个 Enumeration 会返回序列中的第一个元素。
(2) 用 nextElement()获得下一个对象。
(3) 用 hasMoreElements()检查序列中是否还有更多的对象。
②：“迭代器”这个词在 C++和 OOP 的其他地方是经常出现的，所以很难确定为什么 Java 的开发者采用了这样一个奇怪的名字。Java 1.2 的集合库修正了这个问题以及其他许多问题。
只可用 Enumeration 做这些事情，不能再有更多。它属于迭代器一种简单的实现方式，但功能依然十分强大。为体会它的运作过程，让我们复习一下本章早些时候提到的 CatsAndDogs.java 程序。在原始版本中，elementAt()方法用于选择每一个元素，但在下述修订版中，可看到使用了一个“枚举”：
//: CatsAndDogs2.java
// Simple collection with Enumeration
import java.util.*;
class Cat2 {
private int catNumber;
Cat2(int i) {
catNumber = i;
}
void print() {
System.out.println("Cat number " +catNumber);
}
}
class Dog2 {
private int dogNumber;
Dog2(int i) {
dogNumber = i;
}
void print() {
System.out.println("Dog number " +dogNumber);
}
}
public class CatsAndDogs2 {
public static void main(String[] args) {
Vector cats = new Vector();
for(int i = 0; i < 7; i++)
cats.addElement(new Cat2(i));
// Not a problem to add a dog to cats:
cats.addElement(new Dog2(7));
Enumeration e = cats.elements();
while(e.hasMoreElements())
((Cat2)e.nextElement()).print();
// Dog is detected only at run-time
}
} ///:~
我们看到唯一的改变就是最后几行。不再是：
for(int i = 0; i < cats.size(); i++)
((Cat)cats.elementAt(i)).print();
而是用一个 Enumeration 遍历整个序列：
while(e.hasMoreElements())
((Cat2)e.nextElement()).print();
使用 Enumeration，我们不必关心集合中的元素数量。所有工作均由 hasMoreElements()和 nextElement()自动照管了。 下面再看看另一个例子，让我们创建一个常规用途的打印方法：
//: HamsterMaze.java
// Using an Enumeration
import java.util.*;
class Hamster {
private int hamsterNumber;
Hamster(int i) {
hamsterNumber = i;
}
public String toString() {
return "This is Hamster #" + hamsterNumber;
}
}
class Printer {
static void printAll(Enumeration e) {
while(e.hasMoreElements())
System.out.println(
e.nextElement().toString());
}
}
public class HamsterMaze {
public static void main(String[] args) {
Vector v = new Vector();
for(int i = 0; i < 3; i++)
v.addElement(new Hamster(i));
Printer.printAll(v.elements());
}
} ///:~
仔细研究一下打印方法：
static void printAll(Enumeration e) {
while(e.hasMoreElements())
System.out.println(
e.nextElement().toString());
}
注意其中没有与序列类型有关的信息。我们拥有的全部东西便是 Enumeration。为了解有关序列的情况，一个 Enumeration 便足够了：可取得下一个对象，亦可知道是否已抵达了末尾。取得一系列对象，然后在其中遍历，从而执行一个特定的操作——这是一个颇有价值的编程概念，本书许多地方都会沿用这一思路。
这个看似特殊的例子甚至可以更为通用，因为它使用了常规的 toString()方法（之所以称为常规，是由于它属于 Object 类的一部分）。下面是调用打印的另一个方法（尽管在效率上可能会差一些）：
System.out.println("" + e.nextElement());
它采用了封装到 Java 内部的“自动转换成字串”技术。一旦编译器碰到一个字串，后面跟随一个“+”，就会希望后面又跟随一个字串，并自动调用 toString()。在 Java 1.1 中，第一个字串是不必要的；所有对象都会转换成字串。亦可对此执行一次造型，获得与调用 toString()同样的效果：
System.out.println((String)e.nextElement())
但我们想做的事情通常并不仅仅是调用 Object 方法，所以会再度面临类型造型的问题。对于自己感兴趣的类型，必须假定自己已获得了一个 Enumeration，然后将结果对象造型成为那种类型（若操作错误，会得到运行期异常）。