Java中Iterator(迭代器)的用法及其背后机制的探究
在Java中遍历List时会用到Java提供的Iterator，Iterator十分好用，原因是：
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。
只要看看下面这个例子就一清二楚了：
import java.util.*;
public class Muster {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String str = (String) it.next();
System.out.println(str);
}
}
}
运行结果：
a
b
c
可以看到，Iterator可以不用管底层数据具体是怎样存储的，都能够通过next()遍历整个List。
但是，具体是怎么实现的呢？背后机制究竟如何呢？
这里我们来看看Java里AbstractList实现Iterator的源代码：
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++，通过这样实现遍历。
这部分代码不难看懂，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。
import java.util.*;
public class Muster {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String str = (String) it.next();
System.out.println(str);
list.add("s"); //添加一个add方法
}
}
}
运行结果：
a
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source)
at com.hasse.Muster.main(Muster.java:11)
