迭代對于我們搞Java的來說絕對不陌生。我們常常使用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

}

迭代其實我們可以簡單地理解為遍歷，是一個標(biāo)準(zhǔn)化遍歷各類容器里面的所有對象的方法類，它是一個很典型的設(shè)計模式。Iterator模式是用于遍歷集合類的標(biāo)準(zhǔn)訪問方法。它可以把訪問邏輯從不同類型的集合類中抽象出來，從而避免向客戶端暴露集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 在沒有迭代器時我們都是這么進行處理的。如下：

對于數(shù)組我們是使用下標(biāo)來進行處理的:

int[] arrays = new int[10];

for(int i = 0 ; i < arrays.length ; i++){

int a = arrays[i];

//do something

}

對于ArrayList是這么處理的:

List list = new ArrayList();

for(int i = 0 ; i < list.size() ; i++){

String string = list.get(i);

//do something

}

對于這兩種方式，我們總是都事先知道集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，訪問代碼和集合本身是緊密耦合的，無法將訪問邏輯從集合類和客戶端代碼中分離出來。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。 在實際應(yīng)用中如何需要將上面將兩個集合進行整合是相當(dāng)麻煩的。所以為了解決以上問題，Iterator模式騰空出世，它總是用同一種邏輯來遍歷集合。使得客戶端自身不需要來維護集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所有的內(nèi)部狀態(tài)都由Iterator來維護。客戶端從不直接和集合類打交道，它總是控制Iterator，向它發(fā)送"向前"，"向后"，"取當(dāng)前元素"的命令，就可以間接遍歷整個集合。

上面只是對Iterator模式進行簡單的說明，下面我們看看Java中Iterator接口，看他是如何來進行實現(xiàn)的。

一、java.util.Iterator

在Java中Iterator為一個接口，它只提供了迭代了基本規(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 Collections Framework 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、方法名稱得到了改進。

其接口定義如下：

public interface Iterator {

boolean hasNext();

Object next();

void remove();

}

其中：

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

對于我們而言，我們只一般只需使用next()、hasNext()兩個方法即可完成迭代。如下：

for(Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) {

Object o = it.next();

//do something

}

前面闡述了Iterator有一個很大的優(yōu)點,就是我們不必知道集合的內(nèi)部結(jié)果,集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、狀態(tài)由Iterator來維持，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。但是作為一個合格的程序員我們非常有必要來弄清楚Iterator的實現(xiàn)。 下面就ArrayList的源碼進行分析分析。

二、各個集合的Iterator的實現(xiàn)

下面就ArrayList的Iterator實現(xiàn)來分析，其實如果我們理解了ArrayList、Hashset、TreeSet的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部實現(xiàn)，對于他們是如何實現(xiàn)Iterator也會胸有成竹的。因為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，其方法的實現(xiàn)比較簡單。

2.1、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：

private class Itr implements Iterator {

//do something

}

而ArrayList的iterator()方法實現(xiàn)：

public Iterator iterator() {

return new Itr();

}

所以通過使用ArrayList.iterator()方法返回的是Itr()內(nèi)部類，所以現(xiàn)在我們需要關(guān)心的就是Itr()內(nèi)部類的實現(xiàn)：

在Itr內(nèi)部定義了三個int型的變量：cursor、lastRet、expectedModCount。其中cursor表示下一個元素的索引位置，lastRet表示上一個元素的索引位置

int cursor;

int lastRet = -1;

int expectedModCount = modCount;

從cursor、lastRet定義可以看出，lastRet一直比cursor少一所以hasNext()實現(xiàn)方法異常簡單，只需要判斷cursor和lastRet是否相等即可。

public boolean hasNext() {

return cursor != size;

}

對于next()實現(xiàn)其實也是比較簡單的，只要返回cursor索引位置處的元素即可，然后修改cursor、lastRet即可，

public E next() {

checkForComodification();

int i = cursor; //記錄索引位置

if (i >= size) //如果獲取元素大于集合元素個數(shù)，則拋出異常

throw new NoSuchElementException();

Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;

if (i >= elementData.length)

throw new ConcurrentModificationException();

cursor = i + 1; //cursor + 1

return (E) elementData[lastRet = i]; //lastRet + 1 且返回cursor處元素

}

checkForComodification()主要用來判斷集合的修改次數(shù)是否合法，即用來判斷遍歷過程中集合是否被修改過。在java提高篇(二一)-----ArrayList中已經(jīng)闡述了。modCount用于記錄ArrayList集合的修改次數(shù)，初始化為0，，每當(dāng)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，所以如果modCount不變，則表示集合內(nèi)容沒有被修改。該機制主要是用于實現(xiàn)ArrayList集合的快速失敗機制，在Java的集合中，較大一部分集合是存在快速失敗機制的，這里就不多說，后面會講到。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(dāng)然remove方法除外)，出現(xiàn)了異常錯誤，我們就應(yīng)該認(rèn)真檢查程序是否出錯而不是catch后不做處理。

final void checkForComodification() {

if (modCount != expectedModCount)

throw new ConcurrentModificationException();

}

對于remove()方法的是實現(xiàn)，它是調(diào)用ArrayList本身的remove()方法刪除lastRet位置元素，然后修改modCount即可。

public void remove() {

if (lastRet < 0)

throw new IllegalStateException();

checkForComodification();

try {

ArrayList.this.remove(lastRet);

cursor = lastRet;

lastRet = -1;

expectedModCount = modCount;

} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {

throw new ConcurrentModificationException();

}

}

這里就對ArrayList的Iterator實現(xiàn)講解到這里，對于Hashset、TreeSet等集合的Iterator實現(xiàn)，各位如果感興趣可以繼續(xù)研究，個人認(rèn)為在研究這些集合的源碼之前，有必要對該集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有清晰的認(rèn)識，這樣會達到事半功倍的效果！！！！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java迭代器cas,java提高篇（三十）-Iterator - Java 技术驿站-Java 技术驿站的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。