Java 可迭代的数据类型

《算法（第四版）》1.3 节在介绍背包、队列和栈时，顺便介绍了一下 Java 迭代。下面简单总结其相关内容。

对于许多应用场景，用例的要求只是用某种方式处理集合中的每个元素，或者叫做迭代访问集合中的所有元素。比如有时候，我们迭代访问数组中的所有元素，将其依次打印出来。

为迭代数组，我们可以用 for(int i = 0; i < a.length; i++) {} 也可以用 foreach 语句 for(int i : a) {}。

能不能让我们自己定义的数据类型也支持 foreach 迭代？

比如现在有一个自定义栈 ResizingArrayStack。如何让它支持以下操作？

ResizingArrayStack collection = new ResizingArrayStack();
for (String s : collection)
	System.out.println(s);

其实，foreach 语句只是 while 语句的一种简写方式。它本质上和以下 while 语句是等价的：

Iterator i = collection.iterator();
while (i.hasNext())
{
	String s = i.next();
	System.out.println(s);
}

所以，要支持 foreach 迭代：

? 首先，ResizingArrayStack 必须实现一个 iterator() 方法，该方法返回一个 Iterator 对象；

? 其次，其支持的 iterator() 方法返回的 Iterator 对象必须支持两个方法：hasNext()（返回一个布尔值，用来判断是否还有下一个迭代元素）和 next()（返回 ResizingArrayStack 中的下一个迭代元素）。

Java 使用接口机制来指定一个类所必须实现的方法，要使 ResizingArrayStack 类可迭代，第一步就是让它实现 Iterable 接口，要实现 Iterable，先要在 ResizingArrayStack 类声明中加入 implements Iterable：

public class ResizingArrayStack implements Iterable {
	...
}

然后在类中添加一个 iterator() 方法用来返回一个迭代器 Iterator。

public Iterator iterator()
{  return new ResizingArrayStackIterator();  }

迭代器是一个实现了 hasNext() 和 next() 方法的类的对象，类似地，通过实现 Iterator 接口来约定 ResizingArrayStackIterator 类必须实现这两个方法，同时我们根据数据类型的迭代要求写好 hasNext() 和 next() 中的迭代逻辑：

private class ResizingArrayStackIterator implements Iterator
{
	...
	public boolean hasNext() { ... }
	public    Item next()    { ... }
}

最后，Iterator 接口不在 java.lang 中，需要用 import java.util.Iterator; 将其导入。

所以一个实现了迭代的 ResizingArrayStackIterator 类应该是这样：

import java.util.Iterator;
public class ResizingArrayStack implements Iterable
{
	...
	public Iterator iterator()
	{ return new ResizingArrayStackIterator(); }
	private class ResizingArrayStackIterator implements Iterator
	{
		...
		public boolean hasNext() { ... }
		public    Item next()    { ... }
	}
}

另，Iterator 接口中还有一个 remove() 方法，只需要实现 foreach 迭代来访问数据的话不需要实现该方法。