Java集合Iterator迭代器的实现

一、迭代器概述

  1、什么是迭代器?

  在Java中,有很多的数据容器,对于这些的操作有很多的共性。Java采用了迭代器来为各种容器提供了公共的操作接口。这样使得对容器的遍历操作与其具体的底层实现相隔离,达到解耦的效果。

  在Iterator接口中定义了三个方法:

  

  2、迭代器使用

    public static void main(String[] args)
    {
        List<String> list=new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        list.add("edf");
        list.add("ghi");
        for(Iterator<String> it=list.iterator();it.hasNext();)
        {
            System.out.println(it.next());
        }
    }

 执行结果: 

二、ArrayList的Iterator实现

   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; ... }

  在ArrayList内部定义了一个内部类Itr,该类实现了Iterator接口。

  在Itr中,有三个变量分别是

  cursor:表示下一个元素的索引位置

  lastRet:表示上一个元素的索引位置

  expectModCount:预期被修改的次数

  下面看一下Itr类实现了Iterator接口的三个方法:

 public boolean hasNext() 
 {
     return cursor != size;//当cursor不等于size时,表示仍有索引元素
 }
     public E next() //返回下一个元素
    {
            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];
    }

  在next()方法中有一个checkForComodification()方法,其实现为:

    final void checkForComodification() 
    {
         if (modCount != expectedModCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
    }

  可以看到,该函数是用来判断集合的修改次数是否合法。

  在集合内部维护一个字段modCount用于记录集合被修改的次数,每当集合内部结构发生变化(add,remove,set)时,modCount+1。

  在迭代器内部也维护一个字段expectedModCount,同样记录当前集合修改的次数,初始化为集合的modCount值。当我们在调用Iterator进行遍历操作时,如果有其他线程修改list会出现modCount!=expectedModCount的情况,就会报并发修改异常java.util.ConcurrentModificationException。下面为示例代码:

   public static void main(String[] args)
    {
         ArrayList<String> aList=new ArrayList<String>();
         aList.add("bbc");
         aList.add("abc");
         aList.add("ysc");
         aList.add("saa");
         System.out.println("移除前:"+aList);
   
         Iterator<String> it=aList.iterator();
         while(it.hasNext())
         {
             if("abc".equals(it.next()))
             {
                aList.remove("abc");          
             }
         }
         System.out.println("移除后:"+aList);
  }            

  

  上面的代码中,如果我们只使用迭代器来进行删除,则不会出现并发修改异常错误。

  public static void main(String[] args)
    {
       ArrayList<String> aList=new ArrayList<String>();
         aList.add("bbc");
         aList.add("abc");
         aList.add("ysc");
         aList.add("saa");
         System.out.println("移除前:"+aList);
         
         Iterator<String> it=aList.iterator();
         while(it.hasNext())
         {
            if("abc".equals(it.next()))
            {
              it.remove();
            }
         }
         System.out.println("移除后:"+aList);
  }

  

     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();
            }
     }

  在执行remove操作时,同样先执行checkForComodification(),然后会执行ArrayList的remove()方法,该方法会将modCount值加1,这里我们将expectedModCount=modCount,使之保持统一。

三、ListIterator

  上面可以看到,Iterator只提供了删除元素的方法remove,如果我们想要在遍历的时候添加元素怎么办?

  ListIterator接口继承了Iterator接口,它允许程序员按照任一方向遍历列表,迭代期间修改列表,并获得迭代器在列表中的当前位置。

  ListIterator接口定义了下面几个方法:

  

  下面使用ListIterator来对list进行边遍历边添加元素操作:

    public static void main(String[] args)
    {
        ArrayList<String> aList = new ArrayList<String>();
        aList.add("bbc");
        aList.add("abc");
        aList.add("ysc");
        aList.add("saa");
        System.out.println("移除前:" + aList);
        ListIterator<String> listIt = aList.listIterator();
        while (listIt.hasNext())
        {
            if ("abc".equals(listIt.next()))
            {
                listIt.add("haha");
            }
        }
        System.out.println("移除后:" + aList);
    }

  

 

   

    

posted @ 2016-09-06 17:14  温布利往事  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏