集合迭代器Iterator

迭代器模式：就是提供一種方法對一個容器對象中的各個元素進行訪問，而又不暴露該對象容器的內部細節。

什么是迭代器Iterator？

Java集合框架的集合類，我們有時候稱之為容器。容器的種類有很多種，比如ArrayList、LinkedList、HashSet...，每種容器都有自己的特點，ArrayList底層維護的是一個數組；LinkedList是鏈表結構的；HashSet依賴的是哈希表，每種容器都有自己特有的數據結構。

因為容器的內部結構不同，很多時候可能不知道該怎樣去遍歷一個容器中的元素。所以為了使對容器內元素的操作更為簡單，Java引入了迭代器模式！ 把訪問邏輯從不同類型的集合類中抽取出來，從而避免向外部暴露集合的內部結構。

Iterator怎么使用？有什么特點？

1.java.util.Iterator

package java.util;
public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();//判斷是否存在下一個對象元素

    E next();//獲取下一個元素

    void remove();//移除元素
}

2.Iterable

Java中還提供了一個Iterable接口，Iterable接口實現后的功能是‘返回’一個迭代器，我們常用的實現了該接口的子接口有:Collection<E>、List<E>、Set<E>等。該接口的iterator()方法返回一個標准的Iterator實現。實現Iterable接口允許對象成為Foreach語句的目標。就可以通過foreach語句來遍歷你的底層序列。

Iterable接口包含一個能產生Iterator對象的方法，並且Iterable被foreach用來在序列中移動。因此如果創建了實現Iterable接口的類，都可以將它用於foreach中。

Package java.lang;

import java.util.Iterator;
public interface Iterable<T> {
    Iterator<T> iterator();
}

使用迭代器遍歷集合:

public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("張三1");
        list.add("張三2");
        list.add("張三3");
        list.add("張三4");
        
        List<String> linkList = new LinkedList<String>();
        linkList.add("link1");
        linkList.add("link2");
        linkList.add("link3");
        linkList.add("link4");
        
        Set<String> set = new HashSet<String>();
        set.add("set1");
        set.add("set2");
        set.add("set3");
        set.add("set4");
        //使用迭代器遍歷ArrayList集合
        Iterator<String> listIt = list.iterator();
        while(listIt.hasNext()){
            System.out.println(listIt.next());
        }
        //使用迭代器遍歷Set集合
        Iterator<String> setIt = set.iterator();
        while(setIt.hasNext()){
            System.out.println(listIt.next());
        }
        //使用迭代器遍歷LinkedList集合
        Iterator<String> linkIt = linkList.iterator();
        while(linkIt.hasNext()){
            System.out.println(listIt.next());
        }
}

使用foreach遍歷集合：

List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("張三1");
        list.add("張三2");
        list.add("張三3");
        list.add("張三4");
        for (String string : list) {
            System.out.println(string);
        }

可以看出使用foreach遍歷集合的優勢在於代碼更加的簡潔，更不容易出錯，不用關心下標的起始值和終止值。

 3.Iterator遍歷時不可以刪除集合中的元素問題

在使用Iterator的時候禁止對所遍歷的容器進行改變其大小結構的操作。例如: 在使用Iterator進行迭代時，如果對集合進行了add、remove操作就會出現ConcurrentModificationException異常。

因為在你迭代之前，迭代器已經被通過list.itertor()創建出來了，如果在迭代的過程中，又對list進行了改變其容器大小的操作，那么Java就會給出異常。因為此時Iterator對象已經無法主動同步list做出的改變，Java會認為你做出這樣的操作是線程不安全的，就會給出善意的提醒（拋出ConcurrentModificationException異常）

通過查看源碼發現原來檢查並拋出異常的是checkForComodification()方法。在ArrayList中modCount是當前集合的版本號，每次修改(增、刪)集合都會加1；expectedModCount是當前迭代器的版本號，在迭代器實例化時初始化為modCount。我們看到在checkForComodification()方法中就是在驗證modCount的值和expectedModCount的值是否相等，所以當你在調用了ArrayList.add()或者ArrayList.remove()時，只更新了modCount的狀態，而迭代器中的expectedModCount未同步，因此才會導致再次調用Iterator.next()方法時拋出異常。但是為什么使用Iterator.remove()就沒有問題呢？通過源碼的第32行發現，在Iterator的remove()中同步了expectedModCount的值，所以當你下次再調用next()的時候，檢查不會拋出異常。

　　使用該機制的主要目的是為了實現ArrayList中的快速失敗機制（fail-fast），在Java集合中較大一部分集合是存在快速失敗機制的。

　　快速失敗機制產生的條件:當多個線程對Collection進行操作時，若其中某一個線程通過Iterator遍歷集合時，該集合的內容被其他線程所改變，則會拋出ConcurrentModificationException異常。

　　所以要保證在使用Iterator遍歷集合的時候不出錯誤，就應該保證在遍歷集合的過程中不會對集合產生結構上的修改。

 使用Foreach時對集合的結構進行修改會出現異常:

　　上面我們說了實現了Iterable接口的類就可以通過Foreach遍歷，那是因為foreach要依賴於Iterable接口返回的Iterator對象，所以從本質上來講，Foreach其實就是在使用迭代器，在使用foreach遍歷時對集合的結構進行修改，和在使用Iterator遍歷時對集合結構進行修改本質上是一樣的。所以同樣的也會拋出異常，執行快速失敗機制。

　　foreach是JDK1.5新增加的一個循環結構，foreach的出現是為了簡化我們遍歷集合的行為。

 for循環與迭代器的對比:

　　* 效率上各有各的優勢:

　　　　> ArrayList對隨機訪問比較快，而for循環中使用的get()方法，采用的即是隨機訪問的方法，因此在ArrayList里for循環快。

　　　　> LinkedList則是順序訪問比較快，Iterator中的next()方法采用的是順序訪問方法，因此在LinkedList里使用Iterator較快。

　　　　> 主要還是要依據集合的數據結構不同的判斷。

 

iterator與listiterator的區別？

• ListIterator可以添加和修改，iterator不可以
• ListIterator可以逆向遍歷(向前遍歷)，iterator只可以向后遍歷
• ListIterator可以定位當前索引的位置，iterator不可以

 

參考鏈接：深入理解Java中的迭代器