• 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);
        }
    

      

       

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/williamjie/p/11164235.html
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