Iterator迭代器到底是什么?

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迭代可以简单地理解为遍历,是一个标准化遍历各类容器里面的所有对象的方法类。Iterator 模式是用于遍历集合类的标准访问方法。它可以把访问逻辑从不同类型集合类中抽象出来,从而避免向客户端暴露集合内部结构。

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我们常使用 JDK 提供的迭代接口进行 Java 集合的迭代。

  1. Iterator iterator = list.iterator(); 
  2. while (iterator.hasNext()) { 
  3.     String string = iterator.next(); 
  4.     //do something 

迭代可以简单地理解为遍历,是一个标准化遍历各类容器里面的所有对象的方法类。Iterator 模式是用于遍历集合类的标准访问方法。它可以把访问逻辑从不同类型集合类中抽象出来,从而避免向客户端暴露集合内部结构。

在没有迭代器时,我们都这么处理:数组处理:

  1. int[] arrays = new int[10]; 
  2. for(int i = 0 ; i < arrays.length ; i++){ 
  3. int a = arrays[i]; 
  4. // do sth 

ArrayList处理:

  1. List<String> list = new ArrayList<String>(); 
  2. for(int i = 0 ; i < list.size() ;  i++){ 
  3.    String string = list.get(i); 
  4.    // do sth 

这些方式,都需要事先知道集合内部结构,访问代码和集合结构本身紧耦合,无法将访问逻辑从集合类和客户端代码中分离。同时每一种集合对应一种遍历方法,客户端代码无法复用。

实际应用中,若需要将上面将两个集合进行整合,则很麻烦。所以为解决如上问题, Iterator 模式诞生了。它总是用同一种逻辑遍历集合,从而客户端无需再维护集合内部结构,所有内部状态都由 Iterator 维护。客户端不直接和集合类交互,它只控制 Iterator,向它发送”向前”,”向后”,”取当前元素”的命令,即可实现对客户端透明地遍历整个集合。

java.util.Iterator

在 Java 中 Iterator 为一个接口,它只提供迭代的基本规则,在 JDK 中他是这样定义的:对 collection 进行迭代的迭代器。 

迭代器取代了Java集合框架中的 Enumeration。迭代器与枚举有两点不同:

  1. 迭代器允许调用者利用定义良好的语义在迭代期间,从迭代器所指向的 collection 移除元素
  2. 优化方法名

其接口定义如下: 

  1. Object next():返回迭代器刚越过的元素的引用,返回值是 Object,需要强制转换成自己需要的类型 
  2. boolean hasNext():判断容器内是否还有可供访问的元素 
  3. void remove():删除迭代器刚越过的元素 

一般只需使用 next()、hasNext() 即可完成迭代:

  1. for(Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) { 
  2.    Object o = it.next(); 
  3.     // do sth 

所以Iterator一大优点是无需知道集合内部结构。集合的内部结构、状态都由 Iterator 维护,通过统一的方法 hasNext()、next() 来判断、获取下一个元素,至于具体的内部实现我们就不用关心了。

集合的 Iterator 实现

ArrayList 的内部实现采用数组,所以我们只需要记录相应位置的索引即可。

ArrayList 的 Iterator 实现

在 ArrayList 内部首先是定义一个内部类 Itr,该内部类实现 Iterator 接口,如下: 

ArrayList#iterator() :返回的是 Itr() 内部类 图片

成员变量

在 Itr 内部定义了三个 int 型的变量:

  • cursor 下一个元素的索引位置
  • lastRet 上一个元素的索引位置
  1. int cursor;              
  2. int lastRet = -1;      
  3. int expectedModCount = modCount; 

所以lastRet 一直比 cursor 小 1。所以 hasNext() 实现很简单: 

next()

实现其实也是比较简单,只要返回 cursor 索引位置处的元素即可,然后更新cursor、lastRet :

  1. public E next() { 
  2.     checkForComodification(); 
  3. // 记录索引位置 
  4. int i = cursor
  5. // 如果获取元素大于集合元素个数,则抛出异常 
  6. if (i >= size
  7. throw new NoSuchElementException(); 
  8.     Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; 
  9. if (i >= elementData.length) 
  10. throw new ConcurrentModificationException(); 
  11. // cursor + 1     
  12.     cursor = i + 1; 
  13. // lastRet + 1 且返回cursor处元素 
  14. return (E) elementData[lastRet = i]; 

checkForComodification()

主要判断集合的修改次数是否合法,即判断遍历过程中集合是否被修改过。modCount 用于记录 ArrayList 集合的修改次数,初始化为 0。每当集合被修改一次(结构上面的修改,内部update不算),如 add、remove 等方法,modCount + 1。所以若 modCount 不变,则表示集合内容未被修改。该机制主要用于实现 ArrayList 集合的快速失败机制。所以要保证在遍历过程中不出错误,我们就应该保证在遍历过程中不会对集合产生结构上的修改(当然 remove 方法除外),出现了异常错误,我们就应该认真检查程序是否出错而不是 catch 后不做处理。 

remove()

调用 ArrayList 本身的 remove() 方法删除 lastRet 位置元素,然后修改 modCount 即可。 

SubList.this#remove(lastRet) 

ArrayList#remove 

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责任编辑:武晓燕 来源: JavaEdge
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