Java集合框架中迭代器Iterator解析

2024-02-27 04:57:05 49

Java里面的数组数据可以通过索引来获取，那么对象呢？也是通过索引吗？今天我们就来分析一下Java集合中获取集合对象的方法迭代-Iterator。

本篇文章主要分析一下Java集合框架中的迭代器部分，Iterator，该源码分析基于JDK1.8，分析工具，AndroidStudio，文章分析不足之处，还请指正！

一、简介

我们常常使用JDK提供的迭代接口进行Java集合的迭代。

Iteratoriterator=list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Stringstring=iterator.next();
//dosomething
}

上面便是迭代器使用的基本模板，迭代其实我们可以简单地理解为遍历，是一个标准化遍历各类容器里面的所有对象的方法类。它总是控制Iterator，向它发送”向前”，”向后”，”取当前元素”的命令，就可以间接遍历整个集合。在Java中Iterator为一个接口，它只提供了迭代了基本规则：

publicinterfaceIterator{
//判断容器内是否还有可供访问的元素
booleanhasNext();
//返回迭代器刚越过的元素的引用，返回值是E
Enext();
//删除迭代器刚越过的元素
defaultvoidremove(){
thrownewUnsupportedOperationException("remove");
}
}

上面便是迭代器的基本申明，我们通过具体的集合来分析。

二、集合分类

2.1ArrayList的Iterator

我们通过分析ArrayList的源码可以知道，在ArrayList内部首先是定义一个内部类Itr，该内部类实现Iterator接口，如下：

privateclassItrimplementsIterator{
//....
}

在内部类实现了Iterator接口，而ArrayList的Iterator是返回的它的内部类Itr，所以我们主要看看Itr是如何实现的。

publicIteratoriterator(){
returnnewItr();
}

接下来我们分析一下它的内部类Itr的实现方式。

privateclassItrimplementsIterator{

protectedintlimit=ArrayList.this.size;

intcursor;//indexofnextelementtoreturn
intlastRet=-1;//indexoflastelementreturned;-1ifnosuch
intexpectedModCount=modCount;

publicbooleanhasNext(){
returncursor=limit)
thrownewNoSuchElementException();
Object[]elementData=ArrayList.this.elementData;
if(i>=elementData.length)
thrownewConcurrentModificationException();
cursor=i+1;
return(E)elementData[lastRet=i];
}

publicvoidremove(){
if(lastRet<0)
thrownewIllegalStateException();
if(modCount!=expectedModCount)
thrownewConcurrentModificationException();

try{
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor=lastRet;
lastRet=-1;
expectedModCount=modCount;
limit--;
}catch(IndexOutOfBoundsExceptionex){
thrownewConcurrentModificationException();
}
}

@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
publicvoidforEachRemaining(Consumerconsumer){
Objects.requireNonNull(consumer);
finalintsize=ArrayList.this.size;
inti=cursor;
if(i>=size){
return;
}
finalObject[]elementData=ArrayList.this.elementData;
if(i>=elementData.length){
thrownewConcurrentModificationException();
}
while(i!=size&&modCount==expectedModCount){
consumer.accept((E)elementData[i++]);
}
//updateonceatendofiterationtoreduceheapwritetraffic
cursor=i;
lastRet=i-1;

if(modCount!=expectedModCount)
thrownewConcurrentModificationException();
}
}

首先我们来分析一下定义的变量：

protectedintlimit=ArrayList.this.size;

intcursor;//indexofnextelementtoreturn
intlastRet=-1;//indexoflastelementreturned;-1ifnosuch
intexpectedModCount=modCount;

其中，limit是当前ArrayList的大小，cursor代表的是下一个元素的索引，而lastRet是上一个元素的索引，没有的话就返回-1，expectedModCount没什么多大用处。我们接着分析看迭代的时候怎么判断有没有后继元素的。

publicbooleanhasNext(){
returncursor
很简单，就是判断下一个元素的索引有没有到达数组的容量大小，达到了就没有了，到头了！
接着，我们在分析一下获取当前索引的元素的方法next
publicEnext(){
if(modCount!=expectedModCount)
thrownewConcurrentModificationException();
inti=cursor;
if(i>=limit)
thrownewNoSuchElementException();
Object[]elementData=ArrayList.this.elementData;
if(i>=elementData.length)
thrownewConcurrentModificationException();
cursor=i+1;
return(E)elementData[lastRet=i];
}

在next方法中为什么要判断modCount呢？即用来判断遍历过程中集合是否被修改过。modCount用于记录ArrayList集合的修改次数，初始化为0，，每当集合被修改一次（结构上面的修改，内部update不算），如add、remove等方法，modCount+1，所以如果modCount不变，则表示集合内容没有被修改。该机制主要是用于实现ArrayList集合的快速失败机制，在Java的集合中，较大一部分集合是存在快速失败机制的。所以要保证在遍历过程中不出错误，我们就应该保证在遍历过程中不会对集合产生结构上的修改（当然remove方法除外），出现了异常错误，我们就应该认真检查程序是否出错而不是catch后不做处理。上面的代码比较简单，就是返回索引处的数组值。
对于ArrayList的迭代方法，主要是判断索引的值和数组的大小进行比较，看看还没有数据可以遍历了，然后再依次获取数组中的值，而已，主要抓住各个集合的底层实现方式即可进行迭代。
接下来我们在分析一下HashMap的Iterator的方法，其他方法类似，只要抓住底层实现方式即可。
2.2HashMap的Iterator
在HashMap中，也有一个类实现了Iterator接口，只不过是个抽象类，HashIterator，我们来看看它的实现方式。
privateabstractclassHashIteratorimplementsIterator{
HashMapEntrynext;//nextentrytoreturn
intexpectedModCount;//Forfast-fail
intindex;//currentslot
HashMapEntrycurrent;//currententry

HashIterator(){
expectedModCount=modCount;
if(size>0){//advancetofirstentry
HashMapEntry[]t=table;
while(indexnextEntry(){
if(modCount!=expectedModCount)
thrownewConcurrentModificationException();
HashMapEntrye=next;
if(e==null)
thrownewNoSuchElementException();

if((next=e.next)==null){
HashMapEntry[]t=table;
while(index
同样，它也定义了一个变量
HashMapEntrynext;//nextentrytoreturn
intexpectedModCount;//Forfast-fail
intindex;//currentslot
HashMapEntrycurrent;//currententry

next代表下一个entry的节点，expectedModCount同样是用于判断修改状态，用于集合的快速失败机制。index代表当前索引，current当前所索引所代表的节点entry，我们来看看如何判断是否还有下一个元素的值的。
publicfinalbooleanhasNext(){
returnnext!=null;
}

很简单就是判断next是否为null，为null的话就代表没有数据了。
接着分析获取元素的方法
finalEntrynextEntry(){
if(modCount!=expectedModCount)
thrownewConcurrentModificationException();
HashMapEntrye=next;
if(e==null)
thrownewNoSuchElementException();
//一个Entry就是一个单向链表
//若该Entry的下一个节点不为空，就将next指向下一个节点;
//否则，将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。
if((next=e.next)==null){
HashMapEntry[]t=table;
while(index
以上便是一些具体集合实例的迭代方法实现原理，同理可以分析其他集合的实现方式。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。

Java集合框架中迭代器Iterator解析

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