Java中的Iterable与Iterator详解版权声明

在Java在这种情况下，我们可能是对的。List通过以下方式遍历集合：

List list = new ArrayList<>();
list.add(5);
list.add(23);
list.add(42);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.print(list.get(i) + ",");
}

Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    System.out.print(it.next() + ",");
}

for (Integer i : list) {
    System.out.print(i + ",");
}

第一个是平凡for循环，第二个是迭代器遍历，第三个是for each循环后两种方法涉及Java中的iterator和iterable对象，让我们看看这两个对象之间的区别以及如何在自定义类中实现它们。for each循环。

Iterator与Iterable

iterator为Java中的迭代器对象能够。List基础依赖项迭代地遍历这样的集合。和iterable该接口定义了返回。iterator其方法是iterator在实现的同时，iterable接口的类可以支持for each循环。

iterator内部细节

jdk中Iterator该接口的主要方法如下：

public interface Iterator {
    boolean hasNext();
    E next();
}

iterator以上两种方法定义了迭代访问集合的方法，具体实现取决于不同的实现类，具体的集合类实现。Iterator方法来实现迭代。

可以发现，在List未在中实现Iterator接口，但实现的Iterable界面。进一步观察Iterable可以发现该接口的源代码只返回了一个。Iterator对象。

public interface Iterable {
  Iterator iterator();
}

因此，我们可以使用以下方式List迭代(通过调用。iterator()方法）

Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    System.out.print(it.next() + ",");
}

同时，也实现了这一点。Iterable也可以使用该接口。for each循环。

for each原理

其实for each循环的内部也依赖于Iterator迭代器，只是Java提供语法糖，Java编译器会将其转换为Iterator迭代器方式遍历。我们对以下内容感兴趣for each用于反编译的循环：

for (Integer i : list) {
       System.out.println(i);
   }

反编译后：

Integer i;
for(Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(i)){
        i = (Integer)iterator.next();        
    }

可以看到Java的for each制作了增强环路iterator以迭代器的方式实现。

深入探讨Iterable与Iterator关系

有一个问题，为什么不直接hasNext()，next()方法放在Iterable接口，其他类可以直接实现吗？

原因是某些集合类可能有多个遍历方法来实现Iterable然后，该类可以实现多个Iterator内部类，如 LinkedList 中的 ListItr 和 DescendingIterator 这两个内部类分别实现双向遍历和逆序遍历。通过返回不同的 Iterator 实现不同的遍历方法，更加灵活。如果合并这两个接口，则无法返回不同的 Iterator 实现类。ListItr相关源代码如下：

public ListIterator listIterator(int index) {
        checkPositionIndex(index);
        return new ListItr(index);
    }

    private class ListItr implements ListIterator {
        ...
        ListItr(int index) {
            // assert isPositionIndex(index);
            next = (index == size) ? null : node(index);
            nextIndex = index;
        }

        public boolean hasNext() {
            return nextIndex < size;
        }
        ...

如上所示，您可以调用。 list.listIterator() 方法返回iterator迭代器（ list.iterator() 仅其默认实现)

DescendingIterator 源代码如下：

public Iterator descendingIterator() {
        return new DescendingIterator();
    }
    private class DescendingIterator implements Iterator     {
        private final ListItr itr = new ListItr(size());
        public boolean hasNext() {
            return itr.hasPrevious();
        }
        public E next() {
            return itr.previous();
        }
        public void remove() {
            itr.remove();
        }
    }

它也可以通过。 list.descendingIterator() 使用迭代器。

实现您自己的迭代器。

我们现在有了一个定制类。ArrayMap，现在，如果按如下方式完成for each遍历：

ArrayMap am = new ArrayMap<>();
am.put("hello", 5);
am.put("syrups", 10);

for (String s: am) {
   System.out.println(s);
}

因为我们还没有实现hashNext和next抽象方法，因此它无法被遍历。

自定义迭代器类

我们首先定制一个迭代器类实现。hashNext和next方法，以及ArrayMap对于内部类，相关代码如下:

public class KeyIterator implements Iterator {
        private int ptr;

        public KeyIterator() {
            ptr = 0;
        }

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return (ptr != size);
        }

        @Override
        public K next() {
            K returnItem = keys[ptr];
            ptr += 1;
            return returnItem;
        }
    }

你可以在里面看到我们next中指定的遍历规则基于ArrayMap的key值被遍历。通过上面的迭代器类，我们可以使用它。iterator该方法在外部遍历它，遍历代码如下：

ArrayMap am = new ArrayMap<>();
am.put("hello", 5);
am.put("syrups", 10);
ArrayMap.KeyIterator ami = am.new KeyIterator();
while (ami.hasNext()) {
    System.out.println(ami.next());
}

如上所示，通过创建KeyIterator对象是迭代访问的(请注意外部类如何创建内部类对象)。

支持for each循环

它还不能得到支持。for each循环访问，因为我们尚未实现iterable接口，先入ArrayMap中实现Iterable接口：

public class ArrayMap implements Iterable {

    private K[] keys;
    private V[] values;
    int size;

    public ArrayMap() {
        keys = (K[]) new Object[100];
        values = (V[]) new Object[100];
        size = 0;
    }
  ....
}

然后重写iterator()方法，其中我们返回我们自己的迭代器对象。(iterator)

@Override
    public Iterator iterator() {
        return new KeyIterator();
    }

请注意我们的习俗KeyIterator类必须实现Iterator接口，否则在iterator()该方法中返回的类型不匹配。

总结与感悟

（1)学会深入思考，一点一点地剥开茧，多想想为什么会实现这一点。许多问题并不像你想象的那么复杂。

（2当你遇到疑虑时，不要放弃。这是提升自我的最好机会。当你遇到困难时，你会在解决的过程中挖掘出很多相关的东西。

参考资料：

（1） CS61B

（2） for each实现原理

（3） Iterable与iterator区别 欢迎来华工作一至五年Java工程师之友加入Java群： 891219277
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