Java Academy · Lektion

Implementera en egen iterator

Bygg en egen iteratorklass för en enkel länkad lista eller intervallstruktur.

Lektion 2 av 414 steg

Implementera en egen iterator är en gratis lektion i Java Academy på CoddyKit. Detta är lektion 2 av 4. Ni kan läsa hela lektionen gratis nedan och sedan öva praktiskt i webbläsaren med en inbyggd kodredigerare och en AI-handledare som är tillgänglig dygnet runt. Den ingår i lärvägen för Java Academy, och Era framsteg synkroniseras mellan webben och CoddyKit-appen. Kursen i Java Academy innehåller totalt 4 lektioner.

Anpassad iterator

Genom att bygga en anpassad iterator får du full kontroll över hur en datastruktur genomgås. I den här lektionen går vi steg för steg igenom hur en iterator för en länkad lista implementeras.

Nodklassen

Definiera först nodstrukturen för en enkellänkad lista.

class Node<T> {
    final T value;
    Node<T> next;

    Node(T value) {
        this.value = value;
    }
}

// Building a chain: 1 -> 2 -> 3
Node<Integer> head = new Node<>(1);
head.next = new Node<>(2);
head.next.next = new Node<>(3);

Implementera iteratorn

Skapa en inre klass som implementerar Iterator<T> och har en cursor som pekar på den aktuella noden.

import java.util.Iterator;
import java.util.NoSuchElementException;

class LinkedList<T> implements Iterable<T> {
    private Node<T> head;
    private int size;

    private class LinkedListIterator implements Iterator<T> {
        private Node<T> current = head; // cursor

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return current != null;
        }

        @Override
        public T next() {
            if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
            T value = current.value;
            current = current.next;
            return value;
        }
    }

    @Override
    public Iterator<T> iterator() {
        return new LinkedListIterator();
    }
}

addFirst och komplett LinkedList

Lägg till möjligheten att lägga till noder först och se den fullständiga fungerande klassen.

class LinkedList<T> implements Iterable<T> {
    private Node<T> head;
    private int size;

    public void addFirst(T value) {
        Node<T> node = new Node<>(value);
        node.next = head;
        head = node;
        size++;
    }

    public void addLast(T value) {
        Node<T> node = new Node<>(value);
        if (head == null) { head = node; }
        else {
            Node<T> curr = head;
            while (curr.next != null) curr = curr.next;
            curr.next = node;
        }
        size++;
    }

    public int size() { return size; }

    @Override
    public Iterator<T> iterator() {
        return new LinkedListIterator();
    }
}

Använda den anpassade iteratorn

När Iterable-gränssnittet är implementerat fungerar den länkade listan i for-each-loopar och med forEach.

LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
list.addLast("Alice");
list.addLast("Bob");
list.addLast("Charlie");

// For-each loop works!
for (String name : list) {
    System.out.println(name);
}
// Alice
// Bob
// Charlie

// Stream also works (Java 8+)
list.forEach(name -> System.out.println("Hello, " + name));

Intervalliterator

Ett enklare exempel: en iterator över ett numeriskt intervall utan en underliggande datastruktur.

class IntRange implements Iterable<Integer> {
    private final int start, end, step;

    IntRange(int start, int end, int step) {
        this.start = start; this.end = end; this.step = step;
    }
    IntRange(int start, int end) { this(start, end, 1); }

    @Override
    public Iterator<Integer> iterator() {
        return new Iterator<>() {
            int current = start;
            public boolean hasNext() { return current < end; }
            public Integer next() {
                if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
                int val = current;
                current += step;
                return val;
            }
        };
    }
}

for (int n : new IntRange(0, 10, 2)) System.out.print(n + " ");
// 0 2 4 6 8

Iterator för trädets inorder-genomgång

Implementering av en inorder-iterator för ett BST med hjälp av en explicit stack – visar hur iteratorer kan ersätta rekursiv genomgång.

import java.util.*;

class BinaryTree<T extends Comparable<T>> {
    private record TreeNode<T>(T val, TreeNode<T> left, TreeNode<T> right) {}

    private TreeNode<T> root;

    public Iterator<T> inorderIterator() {
        Deque<TreeNode<T>> stack = new ArrayDeque<>();
        pushLeft(root, stack);
        return new Iterator<>() {
            public boolean hasNext() { return !stack.isEmpty(); }
            public T next() {
                TreeNode<T> node = stack.pop();
                pushLeft(node.right(), stack);
                return node.val();
            }
        };
    }

    private void pushLeft(TreeNode<T> node, Deque<TreeNode<T>> stack) {
        while (node != null) { stack.push(node); node = node.left(); }
    }
}

Fördröjd iterator

Iteratorer kan generera värden fördröjt – endast när next() anropas. Det är användbart för oändliga sekvenser.

class FibonacciIterator implements Iterator<Long> {
    private long a = 0, b = 1;

    @Override public boolean hasNext() { return true; } // infinite!

    @Override public Long next() {
        long result = a;
        long next = a + b;
        a = b;
        b = next;
        return result;
    }
}

Iterator<Long> fib = new FibonacciIterator();
for (int i = 0; i < 10; i++) System.out.print(fib.next() + " ");
// 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34

Filtrerande iterator

En dekoratoriterator som omsluter en annan iterator och hoppar över element som inte matchar ett predikat.

import java.util.*;
import java.util.function.*;

class FilterIterator<T> implements Iterator<T> {
    private final Iterator<T> source;
    private final Predicate<T> predicate;
    private T next;
    private boolean hasNext;

    FilterIterator(Iterator<T> source, Predicate<T> predicate) {
        this.source = source; this.predicate = predicate;
        advance();
    }

    private void advance() {
        hasNext = false;
        while (source.hasNext()) {
            T candidate = source.next();
            if (predicate.test(candidate)) { next = candidate; hasNext = true; break; }
        }
    }

    public boolean hasNext() { return hasNext; }
    public T next() { T val = next; advance(); return val; }
}

List<Integer> nums = List.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
Iterator<Integer> evens = new FilterIterator<>(nums.iterator(), n -> n % 2 == 0);
while (evens.hasNext()) System.out.print(evens.next() + " ");
// 2 4 6 8 10

Integration mellan iteratorer och strömmar

Anpassade iteratorer kan anpassas till Streams med hjälp av Spliterators.spliteratorUnknownSize().

import java.util.*;
import java.util.stream.*;

Iterator<Integer> rangeIt = new IntRange(1, 6).iterator();

Stream<Integer> stream = StreamSupport.stream(
    Spliterators.spliteratorUnknownSize(rangeIt, Spliterator.ORDERED),
    false // not parallel
);

int sum = stream.mapToInt(Integer::intValue).sum();
System.out.println(sum); // 15

Ta bort under iteration

Den valfria metoden remove() i Iterator tar bort elementet som returnerades av det senaste anropet till next() – den måste implementeras uttryckligen i anpassade iteratorer.

class MutableLinkedList<T> implements Iterable<T> {
    // ... (full implementation)

    // Iterator with remove support
    private class RemovableIterator implements Iterator<T> {
        private Node<T> prev = null;
        private Node<T> current = head;

        public boolean hasNext() { return current != null; }
        public T next() {
            prev = (prev == null) ? null : current;
            T val = current.value;
            current = current.next;
            return val;
        }

        public void remove() {
            // Remove the last returned node
            if (prev == null) head = current;
            else prev.next = current;
            size--;
        }
    }
}

Checklista för iteratorer

Vid implementering av en anpassad Iterator:

Anropa alltid hasNext() före next()
Kasta NoSuchElementException (returnera inte null) från next() när iteratorn är tom
Gör iteratorn tillståndslös i förhållande till samlingen (cacha inte samlingens storlek)
Använd modCount för att upptäcka samtidiga ändringar vid behov

Snabb kontroll

Vad ska next() kasta när det inte finns fler element?

Besvara frågan i den interaktiva lektionen

Sammanfattning: Implementera en anpassad iterator

Viktiga lärdomar:

Implementera Iterator med hasNext(), next() och den valfria remove()
Underhåll ett cursor-fält i iteratorn som pekar på nästa element
Kasta NoSuchElementException från next() när hasNext() är false
Skapa en ny iteratorinstans för varje anrop till iterator() för att få oberoende cursorer
Fördröjda iteratorer genererar värden vid behov – användbart för oändliga sekvenser
Omslut iteratorer i StreamSupport.stream() för att ansluta dem till Stream API

Gratis att börja

Lär dig Java med en AI-lärare – gratis

Skriv och kör riktig kod i webbläsaren, få omedelbar hjälp av en AI-lärare dygnet runt och fortsätt där du slutade – på webben eller i appen.

Kurser: 104
Lektioner: 374

Börja lära dig gratis Visa hela kursen

Vanliga frågor

Är lektionen ”Implementera en egen iterator” gratis?

Ja – hela texten till ”Implementera en egen iterator” kan läsas gratis här på webben. Om Ni vill öva interaktivt med en inbyggd kodredigerare och en AI-handledare som är tillgänglig dygnet runt och låsa upp resten av kursen i Java Academy, kan Ni uppgradera till CoddyKit PRO. Kursen i Java Academy innehåller totalt 4 lektioner.

Vad lär jag mig i ”Implementera en egen iterator”?

Bygg en egen iteratorklass för en enkel länkad lista eller intervallstruktur. Ni övar på Java Academy med praktisk kod som körs direkt i webbläsaren, medan en AI-handledare som är tillgänglig dygnet runt svarar på Era frågor under lektionen.

Behöver jag någon erfarenhet för att börja lära mig Java Academy?

Du behöver inga förkunskaper. Utbildningen i Java Academy på CoddyKit är upplagd för allt från nybörjare till avancerade elever, så att du kan börja här eller från början och gå fram i din egen takt. Detta är lektion 2 av 4.

Hur lång tid tar lektionen ”Implementera en egen iterator”?

De flesta CoddyKit-lektioner tar cirka 5–10 minuter. Varje lektion är kort och interaktiv, så att du gör stadiga framsteg och kan fortsätta precis där du slutade – på webben eller i appen.

Kan jag skriva och köra kod i den här Java Academy-lektionen?

Ja. Varje Java Academy-lektion innehåller en inbyggd kodredigerare, så att du kan skriva och köra riktig kod direkt i webbläsaren och få omedelbar AI-feedback – utan lokal installation.

Alla lektioner i den här kursen

Kontrakten för Iterable och Iterator
Implementera en egen iterator
ListIterator och dubbelriktad traversering
Fail-fast kontra fail-safe-iteratorer

← Tillbaka till Java Academy