Java迭代器Iterator知识点浅析

什么是迭代器：
维基百科解释：迭代器（iterator）有时又称光标（cursor）是程序设计的软件设计模式，可在容器对象（container，例如链表或数组）上遍访的接口，设计人员无需关心容器对象的内存分配的实现细节。

我们解释一下上面这段话：
　　讲到迭代器，就离不开容器，也是是Java中经常讲到的集合（Java集合框架的集合类，我们有时候称之为容器）。容器的种类有很多种，比如ArrayList、LinkedList、HashSet…，（这里我们先不考虑Map接口下面的类）每种容器都有自己的特点，ArrayList底层维护的是一个数组；LinkedList是链表结构的；HashSet依赖的是哈希表，每种容器都有自己特有的数据结构。
　　正是因为容器的内部结构不同，所以很多时候可能不知道该怎样去遍历一个容器中的元素。所以为了使对容器内元素的操作更为简单，Java引入了迭代器模式，把迭代抽取为一个接口，更为简洁高效的实现容器的遍历！
　　把访问逻辑从不同类型的集合类中抽取出来，从而避免向外部暴露集合的内部结构，达到设计人员无需关心容器对象的内存分配的实现细节的目的。

查看Iterator接口源码，发现Iterator主要有三个方法：hasNext()、next()、remove()

我们以一个具体的类来看迭代器的原理和实现过程（以ArrayList为例）
1、hasNext()方法
　　可以看到，hasNext方法官方说明是判断是否存在下一个元素，这里通过cursor是否与集合中的元素个数相同来判断集合中元素是否遍历完毕，如果没有，就返回true。

2、next()方法

　　注意：这里新创建的迭代器默认指向列表中的第一个元素！！！
　　这里调用next()方法，是返回当前元素， 指针(cursor)并指向下一个元素。这里跟我们前面那个Iterator那里的说法我觉得是有点冲突的—-Returns the next element in the iteration.（其实我这里也没品出来，不过我们清楚源码怎么实现就行了，网上各有各的说法，有的说返回当前，有的说返回下一个，与其说这么多，不如看看源码怎么实现）

3、remove()方法

　　remove()删除next方法返回的元素，一般和next方法一起用。这里注意如果调用remove之前没有调用next是不合法的，会抛出IllegalStateException。迭代器的remove操作删除的是最近一次由next操作获取的元素，而不是当前游标所指向的元素。

这里插着讲一下，Iterator遍历时不可以删除集合中的元素问题
　　在使用Iterator的时候禁止对所遍历的集合进行改变其大小结构的操作。例如: 在使用Iterator进行迭代时，如果对集合进行了add、remove操作就会出现ConcurrentModificationException异常，除非通过迭代器自身的remove或add方法（比如ListIterator中的add方法）从结构上对列表进行修改。

原因是因为在你迭代之前，迭代器已经被创建出来了（比如Iterator it = list.iterator()；），如果在迭代的过程中，又对list进行了改变其集合大小的操作，那么Java就会给出异常。因为此时Iterator对象已经无法主动同步list做出的改变，Java会认为你做出这样的操作是线程不安全的，就会给出善意的提醒（抛出ConcurrentModificationException异常）

实现过程就是通过checkForComodification()方法，具体实现可以详细看源码！

这里附上一位博主的详细解释：深入理解Java中的迭代器

文章末尾附上ArrayList中迭代器一段详细源码

private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;
        // prevent creating a synthetic constructor
        Itr() {}
        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }
        public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();
            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);
                cursor = lastRet;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }
        @Override
        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Objects.requireNonNull(action);
            final int size = ArrayList.this.size;
            int i = cursor;
            if (i < size) {
                final Object[] es = elementData;
                if (i >= es.length)
                    throw new ConcurrentModificationException();
                for (; i < size && modCount == expectedModCount; i++)
                    action.accept(elementAt(es, i));
                // update once at end to reduce heap write traffic
                cursor = i;
                lastRet = i - 1;
                checkForComodification();
            }
        }
        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }