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(jìn)行Java集合的迭代。

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1. Iterator iterator = list.iterator();  
2.         while(iterator.hasNext()){  
3.             String string = iterator.next();  
4.             //do something  
5.         }  

        迭代其實(shí)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(jì)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(jìn)行處理的。如下：

        對于數(shù)組我們是使用下標(biāo)來進(jìn)行處理的:

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1. int[] arrays = new int[10];  
2. for(int i = 0 ; i < arrays.length ; i++){  
3.        int a = arrays[i];  
4.        //do something  
5.    }  

        對于ArrayList是這么處理的:

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1. List<String> list = new ArrayList<String>();  
2.    for(int i = 0 ; i < list.size() ;  i++){  
3.       String string = list.get(i);  
4.       //do something  
5.    }  

        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(shí)際應(yīng)用中如何需要將上面將兩個集合進(jìn)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(hù)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(hù)。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(jìn)行簡單的說明，下面我們看看Java中Iterator接口，看他是如何來進(jìn)行實(shí)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(jìn)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(diǎn)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(jìn)。

        其接口定義如下：

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1. public interface Iterator {  
2. 　　boolean hasNext();  
3. 　　Object next();  
4. 　　void remove();  
5. }  

        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(qiáng)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：

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1. for(Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) {  
2. 　　Object o = it.next();  
3. 　　 //do something  
4. }  

        前面闡述了Iterator有一個很大的優(yōu)點(diǎn),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(shí)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(shí)現(xiàn)。下面就ArrayList的源碼進(jìn)行分析分析。

二、各個集合的Iterator的實(shí)現(xiàn)

        下面就ArrayList的Iterator實(shí)現(xiàn)來分析，其實(shí)如果我們理解了ArrayList、Hashset、TreeSet的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，對于他們是如何實(shí)現(xiàn)Iterator也會胸有成竹的。因?yàn)锳rrayList的內(nèi)部實(shí)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(shí)現(xiàn)比較簡單。

2.1、ArrayList的Iterator實(shí)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(shí)現(xiàn)Iterator接口，如下：

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1. private class Itr implements Iterator<E> {  
2.     //do something  
3. }  

        而ArrayList的iterator()方法實(shí)現(xiàn)：

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1. public Iterator<E> iterator() {  
2.         return new Itr();  
3.     }  

        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(shí)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

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1. int cursor;               
2. int lastRet = -1;       
3. int expectedModCount = modCount;  

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

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1. public boolean hasNext() {  
2.     return cursor != size;  
3. }  

        對于next()實(shí)現(xiàn)其實(shí)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，

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1. public E next() {  
2.             checkForComodification();  
3.             int i = cursor;    //記錄索引位置  
4.             if (i >= size)    //如果獲取元素大于集合元素個數(shù)，則拋出異常  
5.                 throw new NoSuchElementException();  
6.             Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;  
7.             if (i >= elementData.length)  
8.                 throw new ConcurrentModificationException();  
9.             cursor = i + 1;      //cursor + 1  
10.             return (E) elementData[lastRet = i];  //lastRet + 1 且返回cursor處元素  
11.         }  

        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(jī)制主要是用于實(shí)現(xiàn)ArrayList集合的快速失敗機(jī)制，在Java的集合中，較大一部分集合是存在快速失敗機(jī)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。

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1. final void checkForComodification() {  
2.      if (modCount != expectedModCount)  
3.          throw new ConcurrentModificationException();  
4.  }  

        對于remove()方法的是實(shí)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。

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1. public void remove() {  
2.             if (lastRet < 0)  
3.                 throw new IllegalStateException();  
4.             checkForComodification();  
5.   
6.             try {  
7.                 ArrayList.this.remove(lastRet);  
8.                 cursor = lastRet;  
9.                 lastRet = -1;  
10.                 expectedModCount = modCount;  
11.             } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {  
12.                 throw new ConcurrentModificationException();  
13.             }  
14.         }  

        這里就對ArrayList的Iterator實(shí)現(xiàn)講解到這里，對于Hashset、TreeSet等集合的Iterator實(shí)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(dá)到事半功倍的效果?。。?！

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