小白學Java：迭代器原來是這麼回事

目錄

• 小白學Java：迭代器原來是這麼回事
  • 迭代器概述
  • 迭代器設計模式
  • Iterator定義的方法
  • 迭代器：統一方式
  • Iterator的總結

小白學Java：迭代器原來是這麼回事

前文傳送門：Enumeration
上一篇，咱們談到了那個古老的迭代器Enumeration，還談到了取代他的新迭代器——Iterator。相比於以往，這個新物種又有哪些優勢呢？

迭代器這個詞，在沒查找許多資料以前，我只知道個大概，我知道它能夠用來遍歷集合，可是至於它其中的奧妙，並無作深究。本篇文章關於Iterator迭代器作了小小的總結，鞏固學習，若是有理解錯誤，或敘述不當之處，還望你們評論區批評指針。

迭代器概述

官方文檔對Iterator的解釋是：

• 它取代了Enumeration。
• 它做用於任何一個Collection。
• 它增長了remove的功能。
• 它優化了方法命名。

不行不行，這描述也太簡略了，我繼續查找資料：

• 迭代器自己是個對象，建立迭代器的代價很小，一般被稱爲輕量級對象。
• 迭代器其實也是一種設計模式，它提供了一種方法順序訪問一個聚合對象中的各個元素，但又不暴露該對象的內部表示。

迭代器設計模式

針對以上種種，我充滿了好奇，因而在複雜的繼承關係裏畫了又畫，最終才漸漸理清集合中所謂迭代器模式的體現，暫時以ArrayList爲例：

• 定義了一個迭代器的接口Iterator，裏面定義了迭代器的功能，但並無提供實現。
• 定義了一個彙集接口Iterable，裏面的iterator()抽象方法，代表返回一個針對類型T的迭代器。此時將Iterable和Iterator聯繫了起來。
• 咱們知道彙集接口被許多接口所擴展，定義相同的方法，Collection接口就是其一，因此說，迭代器針對於全部集合都有效。
• 咱們以集合的具體類ArrayList爲例，暫時忽略之間的繼承關係，ArrayList顯然提供了抽象方法iterator()的具體實現，咱們查看源碼發現，它的返回值是一個Itr對象。
• 這個Itr實際上是ArrayList的一個內部類，它提供了迭代器接口的具體實現（固然不必定是內部類），這樣全部東西都聯繫在了一塊兒。

Iterator定義的方法

• hasNext():boolean 判斷下一個元素還有沒有，有就是true。
• next(): E 返回序列中的下一個元素。

經過查看源碼，我發現，在這個Itr這個實現類中，定義了兩個指針：cursor和lastRet。（還有個屬性爲expectedModCount初始化爲ArrayList的版本號modCount，這部分與fail-fast機制相關，以後會再提）而cursor初始爲0，與專門用來和集合元素數目size作比較的。而lastRet初始化爲-1，若是成功執行next操做，將會加1變成0，也就是上面說的「下一個元素」可想而知，能夠把lastRet認爲是初始化爲第一個元素以前的指針，和將要返回的值的索引相同，這樣會好記一些。

除了上面兩個方法，JDK1.8新增了兩個方法，也是體現處它與老迭代器不一樣的新優點：支持了刪除操做。

• remove():void 將新近返回的元素刪除。
  須要注意的是：remove方法沒有新近返回的元素，也就是說lastRet<0，會拋出異常。若是移除成功，讓cursor往回退一格，lastRet重置爲-1。

• forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer)：void 這個是JDK1.8中Iterator新增的默認方法：對剩餘的元素執行指定的操做。
  可能不太好理解：咱們經過測試來講明一下：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(3);
    //建立一個Iterator對象
    Iterator<Integer> it = list.iterator();
    //返回第一個值
    System.out.print(it.next()+" ");

測試結果很明顯，只輸出了第一個元素：1。
咱們繼續在原代碼的基礎上咱們的新方法：

it.forEachRemaining(new Consumer<Integer>() {
        @Override
        public void accept(Integer integer) {
            System.out.print(integer+" ");
        }
    });

測試結果爲：1 2 3，在原來的基礎上，把剩下的元素都打印了出來。而這個新增的方法，其實和咱們熟悉的這個是同樣的：

while(it.hasNext()){
        System.out.print(it.next()+" ");
    }

值得一提的是：咱們以前學習的加強for循環，在底層其實就是運用了Iterator，我經過IDE的debug調試功能，發如今調用運行到加強for循環時，自動調用了集合的iterator()方法，返回了一個Iterator的實現類實例。

迭代器：統一方式

經過對Iterator中定義方法的學習，咱們大概知道了迭代器的用途，就是從前向後一個一個遍歷元素，而無視其內部結構。欸，遍歷我都懂，可無視結構在哪裏體現啊？別急，下面來看一個例子，讓咱們無視兩個不一樣集合的結構：

首先咱們定義一個方法，它能夠接收一個迭代器對象：

public static void display(Iterator<?> T){
        while(T.hasNext()){
            System.out.print(T.next());
        }
    }

而後咱們建立兩個不同的集合，一個是ArrayList，一個是HashSet，自己是無序的，咱們接下來應該會作相應的源碼學習。

//ArrayList 有序
        List<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("天");
        list.add("喬");
        list.add("巴");
        list.add("夏");
        //HashSet 無序
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        set.add(11);
        set.add(22);
        set.add(33);
        set.add(44);
        display(list.iterator());//天 喬 巴 夏
        System.out.println();
        display(set.iterator());//33 22 11 44

能夠看出來，兩個不一樣集合的迭代器傳入display方法以後，都能用一種相同的方式訪問集合中的元素。
經過上面的一頓分析，咱們能夠肯定，迭代器這玩意兒，統一了訪問容器的方式。

Iterator的總結

• Iterator支持從前向後順次遍歷，統一了對不一樣集合裏元素的操做。
• 還在Enumeration的基礎上，簡化了命名，並且Enumeration並非對全部集合都適用。
• 四大技能增刪改查，雖然支持刪和查，但不支持增和改。
• 只支持單向迭代，某些狀況下不是很靈活。（ListIterator能夠支持雙向，但只支持List類型）

最後，關於迭代器，還有一部份內容，在往後會作總結。 參考資料：《大話設計模式》、《Java編程思想》