8.3 枚举器(反复器)

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“反复器”(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,我们通常认为反复器是一种“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,我们常发现反复器存在一些似乎很奇怪的限制。例如,有些反复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反复器的例子。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:“反复器”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。它属于反复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,会得到运行期违例)。

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