深入理解Java迭代器Iterator

迭代器

一、Iterator

概述：由Java容器继承体系结构图可知，Iterator是一个接口，它是迭代器的基本接口。但在Collection接口中继承的是Iterable接口。

二、源码剖析Iterator

1、Iterator是迭代器的基本接口，而在Collection接口中继承的是Iterable接口，不过Iterable中有iterator()这个方法，返回的是Iterator。说明Iterable接口中定义了获取迭代器Iterator的方法，该方法由实现该接口的实现类实现。

2、既然涉及到Iterator接口，进入该接口可看到：有四个方法：hasNext()、next()、remove()、forEachRemaining，并且只有hasNext和next未实现。

3、如果通过深入继承关系（如继承关系：Collection->List->AbstractCollection实现类中匿名对象ListIterator将该两个方法进行了实现）。

4、当我们深入了（Collection接口->List接口->AbstractCollection抽象类->ArrayList实现类），我们在ArrayList下找到了iterator实现的身影：它是在ArrayList以内部类Itr（ListIterator继承了Iterator）的方式实现的！（AbstractCollection抽象类中匿名对象ListIterator实现的两个方法是在其他类用到AbstractCollection类时才会实现，但在ArrayList中是没有实现的。 ）并且，从源码可知：Iterator实际上就是在遍历集合。

5、接下来可以深入剖析遍历集合的Iterator（其他的如Set的Iterator也是同样的分析思路），有时间再详解。

三、迭代器API

概述：所有实现了Collection接口的容器类都有一个iterator()方法用以返回一个实现了Iterator接口的对象，这个对象可以是多种类型，不同的Collection实现类型遍历方式不同（用于遍历集合类）。
个人理解方式：迭代器就好像链表的指针，每次获取并创建iterator()方法就返回一个集合的头指针。

• Iterator方法：

//判断游标右边是否有元素，有就返回true,没有就返回false
boolean hasNext();
//返回游标右边的元素并将游标移动到下一个位置
E next();
//删除游标左边的元素，在执行完next之后该操作只能执行一次
//Iterator对象的remove方法是在迭代过程中删除元素的唯一安全的方法
default void remove()

• 使用步骤重点（只要实现了Collection接口都可以使用Iterator遍历）：

 1.使用集合对象中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象,使用Iterator接口接收(多态)。
 2.使用Iterator接口中的方法hasNext判断还有没有下一个元素。
 3.使用Iterator接口中的方法next取出集合中的下一个元素。

四、特殊迭代器

List 接口提供了特殊的迭代器，称为 ListIterator，除了允许 Iterator 接口提供的正常操作外，该迭代器还允许元素插入和替换，以及双向访问（previous()方法就是获取访问前一个元素，解决了Iterator 只能next()向后访问的问题）。还提供了一个方法(如下)来获取从列表中指定位置开始的列表迭代器。
以查看ArrayList源码为例（以内部类形式实现了ListIterator）：

• 以指定位置获取迭代器的遍历:

//返回列表中元素的列表迭代器（按适当顺序），从列表的指定位置开始（这是另一种从指定的位置获取到迭代器，部分情况可以减少遍历的开销）
ListIterator <E> listIterator(int index)

private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
    ListItr(int index) {
        .....
    }

    public boolean hasPrevious() {
        .....
    }

    public int nextIndex() {
        .....
    }

    public int previousIndex() {
        .....
    }

    /**
    * 提供了迭代器向前访问的功能，可以双向访问了
    */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public E previous() {
        .....
    }

    public void set(E e) {
        .....
    }

    public void add(E e) {
        .....
    }
}

五、增强for循环、foreach

1、增强for循环:底层使用的也是迭代器,使用for循环的格式,简化了迭代器的书写是JDK1.5之后出现的新特性。
2、foreach是Iterable接口中的一个默认方法，

default void forEach(Consumer<? super T> action) {
    Objects.requireNonNull(action);
    for (T t : this) {
        action.accept(t);
    }
}

• 因此继承了Collection接口的接口或实现类都可以使用。
• 使用方法：

1.使用集合对象调用forEach()方法，方法的参数传递的是消费方法（一个接口而已），可使用匿名实现该接口。
2.JDK8中可以使用lambda实现该接口传递一个消费工程。

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