Java 迭代器
使对容器内元素的操作更为简单，Java引入了迭代器模式！ 把访问逻辑从不同类型的集合类中抽取出来，从而避免向外部暴露集合的内部结构。
下面两段代码分别对“数组”和“ArrayList”进行遍历，可以看见这种遍历方式是与被遍历对象的类型紧密耦合，无法将访问逻辑从集合类和客户端代码中分离出来。不同的集合会对应不同的遍历方法，客户端代码无法复用。在实际应用中如何将上面两个集合整合是相当麻烦的。所以才有Iterator，它总是用同一种逻辑来遍历集合。使得客户端自身不需要来维护集合的内部结构，所有的内部状态都由Iterator来维护。客户端不用直接和集合进行打交道，而是控制Iterator向它发送向前向后的指令，就可以遍历集合。
// 遍历数组
int array[] = new int[3];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
// 遍历ArrayList
List<String> list = new ArrayList<String>();
for(int i = 0 ; i < list.size() ; i++){
String string = list.get(i);
}
迭代器模式
迭代器模式：提供一种方法顺序的访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。
聚集类：Aggregate(抽象类)和ConcreteAggregate(具体聚集类)表示聚集类，是用来存储迭代器的数据。在Aggregate(抽象类)中有一个CreateIterator方法，用来获取迭代器
迭代器：迭代器用来为聚集类提供服务，提供了一系列访问聚集类对象元素的方法。
java.util.Iterator接口
在Java中Iterator为一个接口，它只提供了迭代的基本规则。在JDK中它是这样定义的：对Collection进行迭代的迭代器。
package java.util;
public interface Iterator<E> {
boolean hasNext();//判断是否存在下一个对象元素
E next();//获取下一个元素
void remove();//移除元素
}
java.lang.Iterable接口
Java中还提供了一个Iterable接口，Iterable接口实现后的功能是‘返回’一个迭代器，我们常用的实现了该接口的子接口有:Collection、List、Set等。该接口的iterator()方法返回一个标准的Iterator实现。实现Iterable接口允许对象成为Foreach语句的目标。就可以通过foreach语句来遍历你的底层序列。
Iterable接口包含一个能产生Iterator对象的方法，并且Iterable被foreach用来在序列中移动。因此如果创建了实现Iterable接口的类，都可以将它用于foreach中。
Package java.lang;
import java.util.Iterator;
public interface Iterable<T> {
Iterator<T> iterator();
}
使用迭代器遍历集合
// 使用迭代器
Iterator<String> itr = collection.iterator();
while(itr.hasNext()){
System.out.println(itr.next());
}
// 使用foreach
for (String text : collection) {
System.out.println(text);
}
// 传统for循环
List<String> list = new ArrayList<String>();
for(int i = 0 ; i < list.size() ; i++){
String string = list.get(i);
}
对比for循环和迭代器：
- ArrayList对随机访问比较快，而for循环中使用的get()方法，采用的即是随机访问的方法，因此在ArrayList里for循环快。
- LinkedList则是顺序访问比较快，Iterator中的next()方法采用的是顺序访问方法，因此在LinkedList里使用Iterator较快。
- 主要还是要依据集合的数据结构不同的判断。
Iterator遍历时不可以删除集合中的元素问题
在迭代之前，迭代器已经被通过Iterator.itertor()创建出来了，如果在迭代的过程中，又对容器进行了改变其容器大小的操作，那么Java就会给出ConcurrentModificationException异常。
下面的代码块中是用于List的Iterator实现
// AbstractList.Itr类
private class Itr implements Iterator<E> {
/**
* Index of element to be returned by subsequent call to next.
*/
int cursor = 0;
/**
* Index of element returned by most recent call to next or
* previous. Reset to -1 if this element is deleted by a call
* to remove.
*/
int lastRet = -1;
/**
* The modCount value that the iterator believes that the backing
* List should have. If this expectation is violated, the iterator
* has detected concurrent modification.
*/
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size();
}
public E next() {
checkForComodification();
try {
int i = cursor;
E next = get(i);
lastRet = i;
cursor = i + 1;
return next;
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
checkForComodification();
throw new NoSuchElementException();
}
}
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
AbstractList.this.remove(lastRet);
if (lastRet < cursor)
cursor--;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
- modCount
在ArrayList中modCount是当前集合的版本号，每次修改(增、删)集合都会加1； - expectedModCount
当前迭代器的版本号，在迭代器实例化时初始化为modCount。
在checkForComodification()方法中就是在验证modCount的值和expectedModCount的值是否相等，所以当你在调用了ArrayList.add()或者ArrayList.remove()时，只更新了modCount的状态，而迭代器中的expectedModCount未同步，因此才会导致再次调用Iterator.next()方法时抛出异常。但是为什么使用Iterator.remove()就没有问题呢？通过源码的第32行发现，在Iterator的remove()中同步了expectedModCount的值，所以当你下次再调用next()的时候，检查不会抛出异常。
这也就是老生常谈的快速失败机制（fail-fast）。
参考
- [0] 本人github
- [1] 深入理解Java中的迭代器
- [2] 迭代器模式