Java中Iterator(迭代器)实现原理

“这两天正好学到了Java迭代器这块儿，一开始我以为是类似于指针的原理，但是后面的操作让我觉得和指针又差太多，查了资料看了下迭代器的原理，如下：”

 

迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。

　　Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：

　　(1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。

　　(2) 使用next()获得序列中的下一个元素。

　　(3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。

　　(4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。

看一下它的工作原理：

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1.public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> { // List接口实现了Collection<E>, Iterable<E> 2.  3.    protected AbstractList() {  4.    }  5.    6.    ...  7.  8.    public Iterator<E> iterator() {  9.    return new Itr();  // 这里返回一个迭代器 10.    }  11.  12.    private class Itr implements Iterator<E> {  // 内部类Itr实现迭代器 13.       14.    int cursor = 0;  15.    int lastRet = -1;  16.    int expectedModCount = modCount;  17.  18.    public boolean hasNext() {  // 实现hasNext方法 19.            return cursor != size();  20.    }  21.  22.    public E next() {  // 实现next方法 23.            checkForComodification();  24.        try {  25.        E next = get(cursor);  26.        lastRet = cursor++;  27.        return next;  28.        } catch (IndexOutOfBoundsException e) {  29.        checkForComodification();  30.        throw new NoSuchElementException();  31.        }  32.    }  33.  34.    public void remove() {  // 实现remove方法 35.        if (lastRet == -1)  36.        throw new IllegalStateException();  37.            checkForComodification();  38.  39.        try {  40.        AbstractList.this.remove(lastRet);  41.        if (lastRet < cursor)  42.            cursor--;  43.        lastRet = -1;  44.        expectedModCount = modCount;  45.        } catch (IndexOutOfBoundsException e) {  46.        throw new ConcurrentModificationException();  47.        }  48.    }  49.  50.    final void checkForComodification() {  51.        if (modCount != expectedModCount)  52.        throw new ConcurrentModificationException();  53.    }  54.    }  55.}

　　

可以看到，实现next()是通过get(cursor)，然后cursor++，相当于c++里面设置一个flag标志位，因为迭代是单方面的，所以它只能进行corsor++操作，在python里cursor称为游标，

也是起到一个标志的作用。

迭代部分的代码很简单，唯一难懂的是remove操作里涉及到的expectedModCount = modCount;

在网上查到说这是集合迭代中的一种“快速失败”机制，这种机制提供迭代过程中集合的安全性。

从源代码里可以看到增删操作都会使modCount++，通过和expectedModCount的对比，迭代器可以快速的知道迭代过程中是否存在list.add()类似的操作，存在的话快速失败!

 

就是说在迭代的过程中不允许进行add()类似的操作，如果有就会抛出异常。

 

关于modCount，API解释如下：

The number of times this list has been structurally modified. Structural modifications are those that change the size of the list, or otherwise perturb it in such a fashion that iterations

in progress may yield incorrect results.

 

也就是说，modCount记录修改此列表的次数：包括改变列表的结构，改变列表的大小，打乱列表的顺序等使正在进行迭代产生错误的结果。

 

Tips:仅仅设置元素的值并不是结构的修改

 

我们知道的是ArrayList是线程不安全的，如果在使用迭代器的过程中有其他的线程修改了List就会抛出ConcurrentModificationException，这就是Fail-Fast机制。

 

顺便说一下迭代器ListIter的方法：

• ListIter<Integer>  ListIter = al.listItertor();    //创建数组列表al的迭代器ListIter
• listIter.add(new Integer(x));                        //在序号为0的元素前添加一个元素x，因为创建al的迭代器的时候，游标cursor是标志的第一个元素，也就是序号为0的元素
• listIter.hasNext();                                       // 原理就是判断cursor++后的值是否为空
• listIter.set(new Integer(x));                        //把游标cursor指向的数替换为x;
• listIter.next()                                             //cursor++
• listIter.previous()                                     //用来反向遍历可,先把游标cursor定位到最后，listIter = al.listitertor(al.size());

 

参考链接：https://www.cnblogs.com/xiongmozhou/p/10085105.html