Java Iterator

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[!summary] Iterator

Iterator 是一种遍历 Java 集合元素的标准方式，它提供了统一的接口来处理不同类型的集合。虽然随着 for-each 循环的引入，显式使用 Iterator 的场景减少了，但在需要更复杂的遍历操作时，Iterator 依然是一个非常重要的工具。

在 Java 中，Iterator 是一个接口，它用于遍历集合（如 List、Set 等）中的元素。Iterator 提供了一种通用的方式，不需要知道底层集合的实现细节。常见的集合框架（如 ArrayList、HashSet 等）都实现了 Iterator 接口。

1 Iterator 的常用方法

Iterator 接口主要有以下三个常用方法：

1. hasNext()：检查集合中是否还有元素。如果有元素可供遍历，则返回 true，否则返回 false。

   boolean hasNext();

2. next()：返回下一个元素。如果调用时没有更多的元素，将抛出 NoSuchElementException。

   E next();

3. remove()：从集合中移除通过 next() 返回的最后一个元素（可选操作）。注意，并不是所有的集合都支持该操作，比如 HashSet。如果集合不支持，调用时会抛出 UnsupportedOperationException。

   void remove();

2 Iterator 的使用示例

假设有一个 ArrayList，我们使用 Iterator 来遍历其中的元素：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class IteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 ArrayList
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        // 获取 Iterator
        Iterator<String> iterator = list.iterator();

        // 使用 Iterator 进行遍历
        while (iterator.hasNext()) {
            String fruit = iterator.next();
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

3 Iterator 的优点

• 解耦合：使用 Iterator 时，不需要了解集合的具体实现方式，例如不必知道 ArrayList 是通过索引访问的，HashSet 是无序的。
• 一致性：可以以同样的方式遍历不同类型的集合。
• 安全性：Iterator 可以在遍历的过程中安全地删除集合中的元素。

4 注意事项

1. remove() 方法的局限性：并不是所有的集合都支持 remove() 方法，调用之前需要检查文档或者实现。
2. 快速失败机制：大多数集合的 Iterator 实现都有快速失败（fail-fast）机制，即在遍历过程中如果集合结构被修改（非通过 Iterator.remove() 修改），Iterator 会抛出 ConcurrentModificationException。

5 for-each 与 Iterator

虽然 Iterator 是一种遍历集合的经典方式，但 Java 从 5 开始引入了 for-each 循环，这是一种更加简洁的遍历方式。它实际上在内部使用了 Iterator：

for (String fruit : list) {
    System.out.println(fruit);
}

在这个 for-each 循环中，编译器会在幕后使用 Iterator 来获取每个元素。