【Java编程】foreach支持集合、Collection、Iterable遍历原因分析

1、Collection、AbstractCollection、Iterable关系

Iterator是一个接口

public interface Iterator<E> {
boolean hasNext();
E next();
void remove();
}

Iterable是一个接口

public interface Iterable<T> {
Iterator<T> iterator();
}

AbstractCollection抽象类实现了Collection接口

public abstract class AbstractCollection implements Collection {}

Collection接口继承了Iterable接口

public interface Collection extends Iterable{}

关系图如下：



分析：

1、foreach循环支持对Iterable类（实现了Iterable接口）的遍历，该结论在本blog第3节得到论证；

2、Collection接口继承Iterable接口，foreach支持对实现了Collection接口实例类（ArrayList，LinkedList，HashSet，TreeSet，LinkedHashSet）的遍历，该结论已在《【Java编程】Foreach对数组、Collection对象、Iterable对象》得到论证；

3、Collection接口继承Iterable接口，AbstractCollection抽象类实现了Collection接口，foreach支持使用继承AbstractCollection类创建Collection实现类的遍历，该结论在本blog第2点得到论证；

2、使用继承AbstractCollection类来创建一个Collection的实现（该Collection实现类支持foreach遍历）

你要实现一个不是Collection的外部类时，由于让它去实现Collection接口可能非常困难，此时使用AbstractCollection就会变得相当吸引人；AbstractCollection提供了Collection的默认实现，使得你可以创建AbstractCollection的子类，而其中没有不必要的代码重复，不过继承AbstractCollection来实现Collection需要强制实现iterator()和size()，以便提供AbstractCollection没有实现但是AbstractCollection中的其他方法会使用的方法；

package com.andieguo.iterabledemo;

import java.util.AbstractCollection;

import java.util.Iterator;

import com.andieguo.collectiondemo.Book;

public class CollectionSequence<T> extends AbstractCollection<T> {
private T[] array = null;

public CollectionSequence(T[] t){
this.array = t ;
}
@Override
public Iterator<T> iterator() {
// TODO Auto-generated method stub
return new Iterator<T>(){
private int index = 0;
@Override
public boolean hasNext() {
// TODO Auto-generated method stub
return index < array.length;
}

@Override
public T next() {
// TODO Auto-generated method stub
return array[index++];
}

@Override
public void remove() {
// TODO Auto-generated method stub
throw new UnsupportedOperationException();
}};
}

@Override
public int size() {
// TODO Auto-generated method stub
return array.length;
}

public static void main(String[] args) {
printObject(new String[]{"HELLO","EVERYBODY","WELCOME"});
printObject(new Integer[]{1,2,3,4,5,6});
printObject(new Book[]{new Book("数学"),new Book("英语")});
}

public static void printObject(Object[] t) {
System.out.println("-------------使用foreach输出-----------------");
CollectionSequence<Object> cs = new CollectionSequence<Object>(t);
for(Object object:cs){
System.out.print(object+" ");
}
System.out.println("\n-----------使用iterator输出----------------");
Iterator<Object> it = cs.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.print(it.next()+" ");
}
System.out.println();
}
}

3、使用实现Iterable接口来实现适用于foreach遍历的自定义类。

Java SE5引入了Iterable接口，该接口包含一个能够产生Iterator的iterator()方法，并且Iterable接口被foreach用来在序列中移动。因此你创建了任何实现Iterable的自定义类，都可以将它用于foreach语句中。

package com.andieguo.iterabledemo;

import java.util.Iterator;

public class IterablerClass<T> implements Iterable<T>{
private T[] array = null;

public IterablerClass(T[] t){
this.array = t ;
}
@Override
public Iterator<T> iterator() {
// TODO Auto-generated method stub
return new Iterator<T>() {
private Integer index = 0;
@Override
public boolean hasNext() {
// TODO Auto-generated method stub
return index<array.length;
}

@Override
public T next() {
// TODO Auto-generated method stub
return array[index++];
}

@Override
public void remove() {
// TODO Auto-generated method stub
}
};
}
public static void main(String[] args) {
IterablerClass<String> iterablerClass = new IterablerClass<String>(new String[]{"武汉","深圳","上海","北京","重庆"});
System.out.println("-------------使用foreach输出-----------------");
for(String s:iterablerClass){
System.out.print(s+" ");
}
System.out.println("\n-----------使用iterator输出----------------");
Iterator<String> it = iterablerClass.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.print(it.next()+" ");
}
}
}

4、使用适配器设计模式为Iteratable类（实现了Iterable接口）添加更多的遍历方法。

如果你现有一个Iteratable类（实现了Iterable接口），你想要添加一种或多种在foreach语句中使用这个类的方法，如果直接继承这个类，并覆盖iterator()方法，你只能替代现有的方法，不能实现选择。一种解决方案是使用适配器设计模式，当我们有一个接口并需要另外一个接口时，编写适配器可以轻松解决问题。这里我们希望在默认向前迭代的基础上，添加产生反向迭代的能力，只需添加一个能够产生Iterable对象的方法，该对象可以用于foreach语句。

package com.andieguo.iterabledemo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class ReversibleArrayList<T> extends ArrayList<T> {
private static final long serialVersionUID = 2843552489593809340L;

public ReversibleArrayList(Collection<T> c){
super(c);
}
/**
* 注意区别new Iterable<T>方法与new Iterator<T>()方法
* 使用Iterable能够适用于foreach。使用Iterator能适用于while循环迭代
* @return
*/
public Iterable<T> reversed(){
return new Iterable<T>(){
@Override
public Iterator<T> iterator() {
// TODO Auto-generated method stub
return new Iterator<T>() {
int current = size()-1;//size()是父类ArrayList里的方法
@Override
public boolean hasNext() {
// TODO Auto-generated method stub
return current > -1;
}

@Override
public T next() {
// TODO Auto-generated method stub
return get(current--);
}

@Override
public void remove() {
// TODO Auto-generated method stub
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
}};
}

public static void main(String[] args) {
ReversibleArrayList<String> ral = new ReversibleArrayList<String>(Arrays.asList("one two three four five six".split(" ")));
for(String str:ral){
System.out.print(str+" ");
}
System.out.println();
for(String str:ral.reversed()){
System.out.print(str+" ");
}
}
}

5、参考文献：

《Java编程思想（美）Bruce Eckel著 陈昊鹏 译 第4版》