Iterator迭代器到底是什么?

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我們常使用 JDK 提供的迭代接口進行 Java 集合的迭代。

Iterator iterator = list.iterator();while (iterator.hasNext()) {    String string = iterator.next();    //do something}

迭代可以簡單地理解為遍歷，是一個標準化遍歷各類容器里面的所有對象的方法類。Iterator 模式是用于遍歷集合類的標準訪問方法。它可以把訪問邏輯從不同類型集合類中抽象出來，從而避免向客戶端暴露集合內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

在沒有迭代器時，我們都這么處理：數(shù)組處理：

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

ArrayList處理：

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

這些方式，都需要事先知道集合內(nèi)部結(jié)構(gòu)，訪問代碼和集合結(jié)構(gòu)本身緊耦合，無法將訪問邏輯從集合類和客戶端代碼中分離。同時每一種集合對應(yīng)一種遍歷方法，客戶端代碼無法復(fù)用。

實際應(yīng)用中，若需要將上面將兩個集合進行整合，則很麻煩。所以為解決如上問題， Iterator 模式誕生了。它總是用同一種邏輯遍歷集合，從而客戶端無需再維護集合內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所有內(nèi)部狀態(tài)都由 Iterator 維護。客戶端不直接和集合類交互，它只控制 Iterator，向它發(fā)送”向前”，”向后”，”取當前元素”的命令，即可實現(xiàn)對客戶端透明地遍歷整個集合。

在 Java 中 Iterator 為一個接口，它只提供迭代的基本規(guī)則，在 JDK 中他是這樣定義的：對 collection 進行迭代的迭代器。 

迭代器取代了Java集合框架中的 Enumeration。迭代器與枚舉有兩點不同：

1. 迭代器允許調(diào)用者利用定義良好的語義在迭代期間，從迭代器所指向的 collection 移除元素

2. 優(yōu)化方法名

其接口定義如下： 

Object next()：返回迭代器剛越過的元素的引用，返回值是 Object，需要強制轉(zhuǎn)換成自己需要的類型boolean hasNext()：判斷容器內(nèi)是否還有可供訪問的元素void remove()：刪除迭代器剛越過的元素

一般只需使用 next()、hasNext() 即可完成迭代：

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

所以Iterator一大優(yōu)點是無需知道集合內(nèi)部結(jié)構(gòu)。集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、狀態(tài)都由 Iterator 維護，通過統(tǒng)一的方法 hasNext()、next() 來判斷、獲取下一個元素，至于具體的內(nèi)部實現(xiàn)我們就不用關(guān)心了。

ArrayList 的內(nèi)部實現(xiàn)采用數(shù)組，所以我們只需要記錄相應(yīng)位置的索引即可。

ArrayList 的 Iterator 實現(xiàn)

在 ArrayList 內(nèi)部首先是定義一個內(nèi)部類 Itr，該內(nèi)部類實現(xiàn) Iterator 接口，如下： 

ArrayList#iterator() ：返回的是 Itr() 內(nèi)部類 

成員變量

在 Itr 內(nèi)部定義了三個 int 型的變量：

• cursor 下一個元素的索引位置

• lastRet 上一個元素的索引位置

int cursor;             int lastRet = -1;     int expectedModCount = modCount;

所以lastRet 一直比 cursor 小 1。所以 hasNext() 實現(xiàn)很簡單： 

next()

實現(xiàn)其實也是比較簡單，只要返回 cursor 索引位置處的元素即可，然后更新cursor、lastRet ：

public E next() {    checkForComodification();// 記錄索引位置int i = cursor;// 如果獲取元素大于集合元素個數(shù)，則拋出異常if (i >= size)throw new NoSuchElementException();    Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;if (i >= elementData.length)throw new ConcurrentModificationException();// cursor + 1        cursor = i + 1;// lastRet + 1 且返回cursor處元素return (E) elementData[lastRet = i];}

checkForComodification() 

主要判斷集合的修改次數(shù)是否合法，即判斷遍歷過程中集合是否被修改過。modCount 用于記錄 ArrayList 集合的修改次數(shù)，初始化為 0。每當集合被修改一次（結(jié)構(gòu)上面的修改，內(nèi)部update不算），如 add、remove 等方法，modCount + 1。所以若 modCount 不變，則表示集合內(nèi)容未被修改。該機制主要用于實現(xiàn) ArrayList 集合的快速失敗機制。所以要保證在遍歷過程中不出錯誤，我們就應(yīng)該保證在遍歷過程中不會對集合產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的修改（當然 remove 方法除外），出現(xiàn)了異常錯誤，我們就應(yīng)該認真檢查程序是否出錯而不是 catch 后不做處理。 

remove()

調(diào)用 ArrayList 本身的 remove() 方法刪除 lastRet 位置元素，然后修改 modCount 即可。 

SubList.this#remove(lastRet) 

ArrayList#remove 

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