Iterator 迭代器

Weekly Post, java

十二月了，今年要结束了。

这周学习 Java 的迭代器原理，迭代器是各编程语言都会有的设计，这里只关注 Java 的实现。

迭代的意思是重复地同一样事，比如写一个 for 循环，每层循环内部执行一些逻辑，就是在迭代。

迭代器，用字面上的意思去理解，就是专注做迭代这件事的工具，即这个工具持续地、专注地做一件重复的事情。

实际上，编程中的迭代器，做的那件重复的事情是有所特指的，专指访问容器中的元素。例如一个列表（list）中有十个元素，使用迭代器可以重复性地逐个访问这十个元素，就跟写一个 for 循环一样。

容器分很多种，array 是容器、list 是容器、set 是容器、map 是容器，如果你的目的是遍历某一种容器，你应该写不一样的 for 循环（而且有些容器你无法通过 for 循环来遍历），但是如果你使用迭代器，你可以用同一种逻辑来遍历任何一种容器。迭代器的好处在于，你可以无视容器的类型，用同样的逻辑来处理它们。

所以我觉得吧，迭代器也可以简单粗暴地称为遍历器。

再体会一下维基百科对于迭代器的解释：

迭代器（iterator）是可在容器物件（container，例如链表或阵列）上遍访的介面，设计人员无需关心容器物件的内存分配的实现细节。

Java 的迭代器是 Iterator 类，是一个从 JDK 1.2 起就存在的元老设计。

Iterator 类是一个接口，规范了迭代器的基本规则。它在 1.2 版本时只有三个方法，在 1.5 版本时开始支持泛型，在 1.8 版本时引入函数式编程。不过在学习时，只关注 1.2 版本的最初那三个方法即可。

以下是 Iterator 类的三个方法：

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public interface Iterator {
    boolean hasNext();
    Object next();
    void remove();
}
  • boolean hasNext()：是否有下一个元素（即是不是还没有遍历完容器）
  • Object next()：取出来下一个元素并返回，可以使用泛型来指定类，当执行完该方法，迭代器将自动挪到下一个元素
  • void remove()：删除上一个元素（即删除刚刚越过的那个元素）

由于这三个方法非常简单，含义也很清晰，在此只给出一段代码，表个意思。

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List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
System.out.println("list初始值为：" + list);
// list初始值为：[1, 2, 3]


Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
Integer next1 = iterator.next();
System.out.println("第一次执行next()方法：" + next1);
// 第一次执行next()方法：1


Integer next2 = iterator.next();
System.out.println("第二次执行next()方法：" + next2);
// 第二次执行next()方法：2


iterator.remove();
System.out.println("执行完remove()方法后，此时的列表值为：" + list);
// 执行完remove()方法后，此时的列表值为：[1, 3]


boolean hasNext1 = iterator.hasNext();
System.out.println("此时是否有下一个元素：" + hasNext1);
// 此时是否有下一个元素：true


Integer next3 = iterator.next();
boolean hasNext2 = iterator.hasNext();
System.out.println("此时是否有下一个元素：" + hasNext2);
// 此时是否有下一个元素：false

这周又是懒得不行，暂且写到这里。下周开始看各容器的迭代器实现源码，进入源码的世界。