java 容器_我也来聊聊,JAVA容器与迭代器
java的容器与迭代器是一个老生常谈的话题了。
本文旨在与大家分享一些关于双向链表与迭代器的运用小技巧,并希望本篇文章的内容能够在项目中给你带来帮助。
Stack与LinkedList
Stack是一个LIFO(后进先出)的容器。若要在java中定义一个Stack应该怎么办?
也许你马上会想到,java中对Stack类型的容器提供了源生支持,所以我们使用jdk包中提供的Stack类不就解决问题了吗?
是的,这是很合理的思路。重复造轮子不是java的风格。那么就让我们来看看源生的Stack容器应该如何使用。
先来一睹jdk中的源生Stack容器类:
* @author Jonathan Payne * @since JDK1.0 */publicclass Stack extends Vector { /** * Creates an empty Stack. */ public Stack() { } /** * Pushes an item onto the top of this stack. This has exactly * the same effect as: *
* addElement(item)
* * @param item the item to be pushed onto this stack. * @return the
item
argument. * @see java.util.Vector#addElement */ public E push(E item) { addElement(item); return item; } ....... ..... ... .
嗯?等等,Stack继承自Vector?!
糟了!我们仅仅想要一个单纯的LIFO容器,而大名鼎鼎的Vector不仅速度慢还带有一堆我们不需要的“特性”,继续使用源生的Stack显然不是一个好的选择。
这下可棘手了,我们现在要如何实现一个Stack呢?
LinkedList
LinkedList是一个双向链表。关于它,想必不用介绍太多,光看名字就应该能够猜到,你想要的数据结构它应该都能实现。
所以,我们是不是可以通过LinkedList来实现一个自己的Stack类呢?
import java.util.LinkedList;public class Stack { // 容器 private LinkedList lt = new LinkedList(); // 模拟栈的push方法 public void push(T e) { // 压栈 lt.addLast(e); } // 模拟栈的pop方法 public T pop() { // 弹栈 return lt.removeLast(); } // 模拟栈的peek方法 public T peek() { // 取得栈顶元素 return lt.getLast(); } public boolean isEmpty() { return lt.isEmpty(); } public static void main(String[] args) { Stack sk = new Stack(); sk.push("hello"); sk.push("world"); System.out.println(sk.pop()); System.out.println(sk.pop()); }}---------------------worldhello
太好了。通过LinkedList,我们模拟了一个LIFO数据结构的实现,并且这个类的名字也叫做Stack。
除此之外他还没有Vector的一大堆“特性”。这就是我们需要的单纯的LIFO容器。
迭代器
在上一小节,我们实现了我们自己的LIFO容器。在这一小节,我们想办法让这个LIFO容器变得更“完美”一些。
在Java中,任何容器都属于可迭代对象,且能被foreach所迭代。
显然,我们创造的Stack容器目前还未拥有迭代器特征。由于追求完美和代码洁癖是一个合格的程序员所应该具有的素养,所以接下来让我们对这个Stack进行一点小小的改造。
import java.util.Iterator;import java.util.LinkedList;// 继承Iterable接口,使其成为可迭代对象。public class Stack implements Iterable { // 容器 private LinkedList lt = new LinkedList(); // 模拟栈的push方法 public void push(T e) { // 压栈 lt.addLast(e); } // 模拟栈的pop方法 public T pop() { // 弹栈 return lt.removeLast(); } // 模拟栈的peek方法 public T peek() { // 取得栈顶元素 return lt.getLast(); } public boolean isEmpty() { return lt.isEmpty(); } // 可迭代对象的标准迭代方法 @Override public Iterator iterator() { return lt.iterator(); } public static void main(String[] args) { Stack sk = new Stack(); sk.push("hello"); sk.push("world"); // 通过foreach迭代对象(内部通过获取迭代器进行迭代) for (String s : sk) { System.out.println(s); } // 显示的通过获取Stack迭代器进行迭代 Iterator skit = sk.iterator(); while (skit.hasNext()) { System.out.println(skit.next()); } System.out.println(sk.pop()); System.out.println(sk.pop()); }}---------------------helloworldhelloworldworldhello
现在,Stack是一个标准的LIFO容器了。他就像其他的源生java容器一样,是一个可迭代对象并且能够被foreach所迭代。任何一个Java程序员,都能够像使用其他源生容器一样使用我们的自定义Stack容器了!
反向迭代
好景不长。
正当你在项目中愉快的使用上面的Stack容器解决一个又一个需求时,难题出现了。
业务方提出了一个讨人厌的需求,它需要反向遍历Stack容器。而追求严谨优雅的你,绝对不会允许使用for循环去遍历容器的这种low逼方式出现。
看来只好再对Stack容器的功能进行一些增强了。
import java.util.Iterator;import java.util.LinkedList;// 继承Iterable接口,使其成为可迭代对象。public class Stack implements Iterable { // 容器 private LinkedList lt = new LinkedList(); // 模拟栈的push方法 public void push(T e) { // 压栈 lt.addLast(e); } // 模拟栈的pop方法 public T pop() { // 弹栈 return lt.removeLast(); } // 模拟栈的peek方法 public T peek() { // 取得栈顶元素 return lt.getLast(); } public boolean isEmpty() { return lt.isEmpty(); } // 可迭代对象的标准迭代方法 @Override public Iterator iterator() { return lt.iterator(); } // 返回一个可迭代对象。重写可迭代对象的iterator方法,返回重写了next()方法的迭代器对象。 public Iterable reversed() { return new Iterable() { public Iterator iterator() { return new Iterator() { private int current = lt.size() - 1; // 实现hasNext方法 @Override public boolean hasNext() { return current >= 0; } // 实现next方法,实现反向迭代 @Override public T next() { if (!hasNext()) { return null; } // 先输出结果再-- T element = lt.get(current--); return element; } // 实现remove方法。remove掉最新迭代出的对象。(与源生容器的迭代器实现保持一致) @Override public void remove() { lt.remove(current + 1); } }; } }; } public static void main(String[] args) { Stack sk = new Stack(); sk.push("hello"); sk.push("world"); for (String s : sk) { System.out.println(s); } Iterator skit = sk.iterator(); while (skit.hasNext()) { System.out.println(skit.next()); } // 通过foreach反向迭代sk for (String s : sk.reversed()) { System.out.println(s); } // 显示的调用反向迭代器反向迭代sk Iterator reversedSkit = sk.reversed().iterator(); while (reversedSkit.hasNext()) { System.out.println(reversedSkit.next()); reversedSkit.remove(); } if (!sk.isEmpty()) { System.out.println(sk.pop()); System.out.println(sk.pop()); } else { System.out.println("容器为空"); } }}---------------------helloworldhelloworldworldhelloworldhello容器为空
现在的Stack容器不仅是一个可迭代对象。通过调用reversed()方法还能支持反向迭代。利用这个容器不仅能解决问题,还能让解决问题的方式变得更优雅。真棒!
总结
大多数情况下,我认为都应该使用LinkedList来实现Stack。同理LinkedList也能够用来实现Queue。不过,需要注意的是通过这种方法实现的容器,依然和java中其他容器一样,默认情况下在并发状态中是不安全的。
并且,对于自己实现的容器,尽量通过迭代器设计模式对其进行功能增强,以符合java Collection的标准,并满足项目中的需求。
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