Kotlin - 改良设计模式 - 迭代器模式
# 一、前言
- 迭代器模式
- 作用:将遍历和实现分离开来,在遍历的同时不需要暴露对象的内部表示
- 举例:ArrayList、LinkedList、TreeSet 均可通过
iterator()
方法获取到迭代器对元素进行遍历,不需要关心元素存放在哪种数据结构中。
# 二、使用迭代器模式
- 例子:遍历图书
- 重点:
Iterator
、Iterable
接口的使用
无论 Java 还是 Kotlin,都有 Iterator
接口,基于 Iterator
接口实现迭代器模式的类,可以使用 for-in
或 forEach
对其进行快速遍历,这里我们让一个自定义的图片列表(BookList
)实现迭代器功能:
/**
* 图书
*
* @author GitLqr
*/
data class Book(val name: String)
/**
* 图书集(迭代器模式):基于 Iterator,只能遍历一次
*
* @author GitLqr
*/
class BookList(val books: List<Book>) : Iterator<Book> {
private val iterator: Iterator<Book> = books.iterator()
override fun hasNext() = iterator.hasNext()
override fun next() = iterator.next()
}
// 使用
val bookList = BookList(listOf(Book("Kotlin核心编程"), Book("深入理解Java虚拟机")))
for (book in bookList) {
println(book.name)
}
bookList.forEach { book -> println(book.name) }
// 输出
Kotlin核心编程
深入理解Java虚拟机
可以看到 BookList
确实能使用 for-in
或 forEach
语法进行遍历了,但是结果却只输出一遍,通过源码可以知道 Iterator
是一次性且不可逆的:
public interface Iterator<out T> {
/**
* Returns the next element in the iteration.
*/
public operator fun next(): T
/**
* Returns `true` if the iteration has more elements.
*/
public operator fun hasNext(): Boolean
}
如果希望每次使用 for-in
或 forEach
语法都能从头遍历的话,很简单,只需要保证每次遍历使用的是独立的迭代器实例即可,这时,我们可以让自定义类 BookList
改为实现 Iterable
接口:
/**
* 图书集(迭代器模式):基于 Iterable,能遍历多次
*
* @author GitLqr
*/
class BookList(val books: List<Book>) : Iterable<Book> {
override fun iterator(): Iterator<Book> = books.iterator()
}
// 使用
val bookList = BookList(listOf(Book("Kotlin核心编程"), Book("深入理解Java虚拟机")))
for (book in bookList) {
println(book.name)
}
bookList.forEach { book -> println(book.name) }
// 输出
Kotlin核心编程
深入理解Java虚拟机
Kotlin核心编程
深入理解Java虚拟机
为防止混淆,这里对 Iterator
、Iterable
各自的职能做下总结:
Iterator
:迭代器,迭代器模式的核心实现(本质)Iterable
:可迭代的,每次获取一个新的迭代器(让 cursor 重新开始)
# 三、改良迭代器模式
- 例子:遍历图书
- 重点:重载运算符(
iterator
)、扩展函数
在 Kotlin 中,除了可以使用 Iterator
或 Iterable
来实现迭代器模式外,还可以通过让任意类重载运算符 iterator()
来实现 Iterable
接口相同的功能:
/**
* 图书集(迭代器模式)改良:重载 iterator 运算符
*
* @author GitLqr
*/
class BookList(val books: List<Book>) {
operator fun iterator(): Iterator<Book> = books.iterator()
}
// 使用
val bookList = BookList(listOf(Book("Kotlin核心编程"), Book("深入理解Java虚拟机")))
for (book in bookList) {
println(book.name)
}
// bookList.forEach { book -> println(book.name) } // 语法错误,无法编译通过
使用【重载运算符 iterator()
】与【实现 Iterable
接口】这两种方式来实现的迭代器模式,在代码结构上差不多,但是前者会让 forEach
无法使用,因为 forEach
是 Iterator
和 Iterable
的扩展函数,与运算符 iterator()
无关:
// Iterators.kt
public inline fun <T> Iterator<T>.forEach(operation: (T) -> Unit): Unit {
for (element in this) operation(element)
}
// _Collections.kt
@kotlin.internal.HidesMembers
public inline fun <T> Iterable<T>.forEach(action: (T) -> Unit): Unit {
for (element in this) action(element)
}
不过呢,运算符 iterator()
是一个方法,它的返回值类型是 Iterator<T>
,所以我们可以变相的使用 forEach
:
bookList.iterator().forEach { book -> println(book.name) }
另外,Kotlin 还支持用扩展函数的方式来重载运算符,于是,上述代码还可以变成这样:
/**
* 图书集(迭代器模式)改良:第三方类扩展重载 iterator 运算符
*
* @author GitLqr
*/
class BookList(val books: List<Book>)
operator fun BookList.iterator(): Iterator<Book> = this.books.iterator()
// 使用
for (book in bookList) {
println(book.name)
}
bookList.iterator().forEach { book -> println(book.name) }
你可能会觉得,这也算改良吗?像 forEach
这种常见的遍历方式还得变相使用才行,感觉有点多余啊,确实如此,与其说是改良,倒不如说是 Kotlin 中迭代器模式的另一种实现思路。不过,假设 BookList
是第三方库中的类,你无法对其源码进行修改,这就意味着【实现 Iterable
接口】这种方式行不通,这时,不妨考虑一下【重载运算符 iterator()
】(配合扩展函数)的方式。
- 01
- Flutter - 轻松搞定炫酷视差(Parallax)效果09-21
- 02
- Flutter - 轻松实现PageView卡片偏移效果09-08
- 03
- Flutter - 升级到3.24后页面还会多次rebuild吗?🧐08-11