8.3 枚舉器（迭代器） · Java 編程思想

# 8.3 枚舉器（迭代器）在任何集合類中，必須通過某種方法在其中置入對象，再用另一種方法從中取得對象。畢竟，容納各種各樣的對象正是集合的首要任務。在`Vector`中，`addElement()`便是我們插入對象采用的方法，而`elementAt()`是提取對象的唯一方法。`Vector`非常靈活，我們可在任何時候選擇任何東西，并可使用不同的索引選擇多個元素。若從更高的角度看這個問題，就會發現它的一個缺陷：需要事先知道集合的準確類型，否則無法使用。乍看來，這一點似乎沒什么關系。但假若最開始決定使用`Vector`，后來在程序中又決定（考慮執行效率的原因）改變成一個`List`（屬于Java1.2集合庫的一部分），這時又該如何做呢？可利用“迭代器”（`Iterator`）的概念達到這個目的。它可以是一個對象，作用是遍歷一系列對象，并選擇那個序列中的每個對象，同時不讓客戶程序員知道或關注那個序列的基礎結構。此外，我們通常認為迭代器是一種“輕量級”對象；也就是說，創建它只需付出極少的代價。但也正是由于這個原因，我們常發現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個方向移動。 Java的`Enumeration`（枚舉，注釋②）便是具有這些限制的一個迭代器的例子。除下面這些外，不可再用它做其他任何事情： (1) 用一個名為`elements()`的方法要求集合為我們提供一個`Enumeration`。我們首次調用它的`nextElement()`時，這個`Enumeration`會返回序列中的第一個元素。 (2) 用`nextElement()`獲得下一個對象。 (3) 用`hasMoreElements()`檢查序列中是否還有更多的對象。 ②：“迭代器”這個詞在C++和OOP的其他地方是經常出現的，所以很難確定為什么Java的開發者采用了這樣一個奇怪的名字。Java 1.2的集合庫修正了這個問題以及其他許多問題。只可用`Enumeration`做這些事情，不能再有更多。它屬于迭代器一種簡單的實現方式，但功能依然十分強大。為體會它的運作過程，讓我們復習一下本章早些時候提到的`CatsAndDogs.java`程序。在原始版本中，`elementAt()`方法用于選擇每一個元素，但在下述修訂版中，可看到使用了一個“枚舉”： ``` //: 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 } } ///:~ ``` 我們看到唯一的改變就是最后幾行。不再是： ``` for(int i = 0; i < cats.size(); i++) ((Cat)cats.elementAt(i)).print(); ``` 而是用一個`Enumeration`遍歷整個序列： ``` while(e.hasMoreElements()) ((Cat2)e.nextElement()).print(); ``` 使用`Enumeration`，我們不必關心集合中的元素數量。所有工作均由`hasMoreElements()`和`nextElement()`自動照管了。下面再看看另一個例子，讓我們創建一個常規用途的打印方法： ``` //: 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()); } } ///:~ ``` 仔細研究一下打印方法： ``` static void printAll(Enumeration e) { while(e.hasMoreElements()) System.out.println( e.nextElement().toString()); } ``` 注意其中沒有與序列類型有關的信息。我們擁有的全部東西便是`Enumeration`。為了解有關序列的情況，一個`Enumeration`便足夠了：可取得下一個對象，亦可知道是否已抵達了末尾。取得一系列對象，然后在其中遍歷，從而執行一個特定的操作——這是一個頗有價值的編程概念，本書許多地方都會沿用這一思路。這個看似特殊的例子甚至可以更為通用，因為它使用了常規的`toString()`方法（之所以稱為常規，是由于它屬于`Object`類的一部分）。下面是調用打印的另一個方法（盡管在效率上可能會差一些）： ``` System.out.println("" + e.nextElement()); ``` 它采用了封裝到Java內部的“自動轉換成字符串”技術。一旦編譯器碰到一個字符串，后面跟隨一個`+`，就會希望后面又跟隨一個字符串，并自動調用`toString()`。在Java 1.1中，第一個字符串是不必要的；所有對象都會轉換成字符串。亦可對此執行一次轉換，獲得與調用`toString()`同樣的效果： ``` System.out.println((String)e.nextElement()) ``` 但我們想做的事情通常并不僅僅是調用`Object`方法，所以會再度面臨類型轉換的問題。對于自己感興趣的類型，必須假定自己已獲得了一個`Enumeration`，然后將結果對象轉換成為那種類型（若操作錯誤，會得到運行期異常）。