Java集合框架（四）：Iterator 源码分析

灰太狼 2022-05-28 12:23 272阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  1、Java Iterator 简述
     *  2、Java 4种 Cursors
     *  3、Java Iterator 类图
     *  4、Java Iterator 方法
     *  5、Iterator使用示例
     *  6、自定义类迭代器
     *  7、Java Iterator 内部是如何工作的？
     *  8、Iterator总结

## 1、Java Iterator 简述 ##

Iterator迭代器的定义：迭代器（Iterator）模式，又叫做游标（Cursor）模式。GOF给出的定义是，提供一种方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。

在Java中，Iterator是 java.util 包中 Collection 框架中的接口。 它是一个Java Cursor，用于迭代一组对象。

*  它用于逐个遍历集合对象元素。
 *  它自 Java 1.2 被引入使用
 *  它适用于所有 Collection 类。 所以它也被称为通用 Java Cursor。
 *  它支持READ和REMOVE操作。

## 2、Java 4种 Cursors ##

Java Cursor 是一个迭代器，用于逐个迭代或遍历或检索Collection或Stream对象的元素。  
Java支持以下四种不同的 Cursor

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA2NDcwMzU_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 3、Java Iterator 类图 ##

如下面的类图所示，Java Iterator有四种方法。 我们已经熟悉前四种方法。 Oracle公司在Java SE 8版本中为此接口添加了第四种方法。

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190402222500549.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA2NDcwMzU=,size_16,color_FFFFFF,t_70)

## 4、Java Iterator 方法 ##

public interface Iterator<E> {
        /**
         * 检查集合中是否还有元素
         */
        boolean hasNext();
    
        /**
         * 返回迭代的下一个元素
         * @throws NoSuchElementException 如果没有可迭代的元素将抛出异常
         */
        E next();
    
        /**
         *将迭代器新返回的元素删除
         */
        default void remove() {
            throw new UnsupportedOperationException("remove");
        }
    
        /**
         * 对每个剩余元素执行给定操作，直到所有元素都被处理或操作抛出异常。
         * 如果指定了该顺序，则操作按迭代顺序执行
         * @since 1.8
         */
        default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Objects.requireNonNull(action);
            while (hasNext())
                action.accept(next());
        }

## 5、Iterator使用示例 ##

简单的应用事例，对一个元素为字符串类型的List集合进行遍历，我们显式获取集合的迭代器进行遍历，只将第一个元素直接输出，其余元素做指定的处理

public class IteratorDemo {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                list.add("item" + i);
            }
            //获取迭代器
            Iterator<String> listIterator = list.iterator();
            //判断是否还有元素
            while (listIterator.hasNext()) {
                System.err.println(listIterator.next());
                //对剩下的元素执行指定操作
                listIterator.forEachRemaining((String consumer) -> {
                    System.err.println(consumer.concat("-test"));
                });
            }
    
        }
    }

结果：

item0
    item1-test
    item2-test
    item3-test
    item4-test

## 6、自定义类迭代器 ##

定义一个对象

public class Employee {
    
        private int empid;
        private String ename;
        private String designation;
        private double salary;
    
        public Employee(int empid, String ename, String designation, double salary) {
            this.empid = empid;
            this.ename = ename;
            this.designation = designation;
            this.salary = salary;
        }
    
        public int getEmpid() {
            return empid;
        }
    
        public String getEname() {
            return ename;
        }
    
        public String getDesignation() {
            return designation;
        }
    
        public double getSalary() {
            return salary;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return empid + "\t" + ename + "\t" + designation + "\t" + salary;
        }
    
    }

定义一个对象集合 Employees 并实现 Iterable

public class Employees implements Iterable {
    
        private List<Employee> emps = null;
    
        public Employees() {
            emps = new ArrayList<>();
            emps.add(new Employee(1001, "张三", "组长", 250000L));
            emps.add(new Employee(1002, "李四", "开发", 150000L));
            emps.add(new Employee(1003, "网二", "测试", 150000L));
        }
    
        @Override
        public Iterator<Employee> iterator() {
            return emps.iterator();
        }
    
    }

测试对象迭代 EmployeesTest

public class EmployeesTest {
        public static void main(String[] args) {
            Employees emps = new Employees();
            for(Object emp : emps){
                System.out.println(emp);
            }
        }
    }

输出

1001	张三	组长	250000.0
    1002	李四	开发	150000.0
    1003	网二	测试	150000.0

## 7、Java Iterator 内部是如何工作的？ ##

我们将尝试分析 Java Iterator 及其方法如何在内部工作的，在此 我们借助 LinkedList 对象来理解此功能。

首先，初始化一个对象 LinkedList

List<String> names = new LinkedList<>();
    names.add("E-1");
    names.add("E-2");
    names.add("E-3");
    ................
    names.add("E-n");

获取对象 names 的迭代器

Iterator<String> namesIterator = names.iterator();

我们假设，此时 namesIterator 迭代器如下，此时迭代器的 cursor 指向第一元素之前的位置：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA2NDcwMzU_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

我们执行如下代码：

namesIterator.hasNext();
      namesIterator.next();

此时 namesIterator 的 cursor 已经指向了第一个元素，如下图：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA2NDcwMzU_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

我们再次执行如下代码，此时 namesIterator 的 cursor 会执行下一个元素，我们循环此操作，当 cursor 指向最后一个元素时，namesIterator.hasNext() 将会返回 false，此时元素迭代完成，如下图：

namesIterator.hasNext();
      namesIterator.next();

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA2NDcwMzU_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

在观察了以上过程之后，我们会发现 Java Iterator 仅支持 Forward Direction Iteration（正向迭代），如下图所示。 所以它也被称为正向迭代。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA2NDcwMzU_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

## 8、Iterator总结 ##

Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：

(1) 方法iterator()将返回一个Iterator。首次调用next()方法时，它将返回第一个元素

(2) next() 返回下一个元素

(3) hasNext() 检查集合中是否还有元素

(4) remove() 将迭代器新返回的元素删除

(5) forEachRemaining() 对每个剩余的元素执行指定的操作

参考资料：

[https://www.journaldev.com/13460/java-iterator][https_www.journaldev.com_13460_java-iterator]

[https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/][https_docs.oracle.com_javase_8_docs_api]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA2NDcwMzU_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220528/9e052e93c7dc4ff3931c309baffb7d96.png
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[https_www.journaldev.com_13460_java-iterator]: https://www.journaldev.com/13460/java-iterator
[https_docs.oracle.com_javase_8_docs_api]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/