java中的嵌套类和实现接口

Question

虽然这段代码来自算法文本，但我在嵌套类和接口方面有点麻烦——实际上，我 90% 的困惑源于这段代码如何实现接口。同样，这个问题与算法本身无关。

据我了解，此代码使用嵌套类，以便它可以访问 ResizingArrayStack 中的私有实例变量（本文使用约定将所有实例变量声明为私有以进行封装）。

Iterable 接口是这样的：

public Iterator<Item> { Iterator<Item> iterator(); } // ignore the quotes

Iterator 接口是这样的：

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

我的问题是所有这些如何在下面显示的代码中连接。

父类实现了Iterable接口，但是ReverseArrayIterator实现Iterator的时候，Iterator接口又是从哪里来的呢？它是来自 Iterator 实例方法，还是来​​自 Iterable 接口？直觉告诉我它直接从 Iterator 实例方法实现，最终从 Iterable 接口实现（有点像 extends 工作原理？）。

对不起，我缺乏 OOP 知识。这篇文章只是简单地谈论它，我被告知我不必知道这些（我可能不需要，只要我了解算法)，但我必须理解它，哈哈。我就是无法忘记这件事。提前致谢。

// from http://algs4.cs.princeton.edu/13stacks/ResizingArrayStack.java.html
import java.util.Iterator;
import java.util.NoSuchElementException;

public class ResizingArrayStack<Item> implements Iterable<Item> {
    private Item[] a;         // array of items
    private int N;            // number of elements on stack

    // create an empty stack
    public ResizingArrayStack() {
        a = (Item[]) new Object[2];
    }

    public boolean isEmpty() { return N == 0; }
    public int size()        { return N;      }



    // resize the underlying array holding the elements
    private void resize(int capacity) {
        assert capacity >= N;
        Item[] temp = (Item[]) new Object[capacity];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            temp[i] = a[i];
        }
        a = temp;
    }

    // push a new item onto the stack
    public void push(Item item) {
        if (N == a.length) resize(2*a.length);    // double size of array if necessary
        a[N++] = item;                            // add item
    }

    // delete and return the item most recently added
    public Item pop() {
        if (isEmpty()) { throw new RuntimeException("Stack underflow error"); }
        Item item = a[N-1];
        a[N-1] = null;                              // to avoid loitering
        N--;
        // shrink size of array if necessary
        if (N > 0 && N == a.length/4) resize(a.length/2);
        return item;
    }


    public Iterator<Item> iterator()  { return new ReverseArrayIterator();  }

    // an iterator, doesn't implement remove() since it's optional
    private class ReverseArrayIterator implements Iterator<Item> {
        private int i = N;
        public boolean hasNext()  { return i > 0;                               }
        public void remove()      { throw new UnsupportedOperationException();  }

        public Item next() {
            if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
            return a[--i];
        }
    }

}

Answer 1

父类实现了Iterable接口，但是ReverseArrayIterator实现Iterator的时候，Iterator接口又是从哪里来的呢？

这个问题没有多大意义。 Iterator 接口“来自”Java SE 类库（因为您的代码导入了它），它由ReverseArrayIterator 类实现。在运行时，对ResizingArrayStack.iterator() 方法的调用会在您调用ReverseArrayIterator 类时创建一个实例。

直觉告诉我，它直接从 Iterator 实例方法实现，最终从 Iterable 接口实现（有点像 extends 的工作原理？）。

与Iterable接口的联系是外部类实现了它。但是Iterable 只是“意味着”有一个iterator() 方法可以被调用来创建一个适当类型的Iterator 实例。没有特殊的“有点像扩展工作”的魔法发生。在这个例子中，所有的只是实现接口的类。

另一个“不同”的事情是ReverseArrayIterator 是一个嵌套类，因此可以访问父对象的私有状态。在这种情况下，a 和 N。

这里发生的情况是，许多独立的事物（语言特征和设计模式）被组合在一起以实现特定的整体效果。总体效果是可以使用“for each”循环来迭代堆栈的元素。