Java学习——迭代器

在Java编程中，遍历集合数据是一个常见的需求。Java提供了一个强大的工具来简化这一过程——迭代器（Iterator）。迭代器模式是一种设计模式，用于顺序访问集合中的元素，同时隐藏集合的内部结构。本文将探讨如何在Java中实现和使用迭代器，以及迭代器的优势和注意事项。

什么是迭代器？

迭代器是一个允许程序员遍历任何集合（如列表、集合、队列等）的对象，而无需关心集合的内部实现细节。Java中的迭代器定义在java.util.Iterator接口中，提供了三个关键方法：hasNext()、next()和remove()。

• hasNext()方法检查序列中是否还有元素。
• next()方法返回序列中的下一个元素。
• remove()方法从集合中移除next()方法返回的最后一个元素。

实现自定义迭代器

虽然Java集合框架提供了丰富的数据结构，如ArrayList和LinkedList，它们都已经内置了迭代器的实现，但在创建自定义集合类时，实现自己的迭代器可以提供更大的灵活性。以下是实现自定义迭代器的基本步骤：

第一步：定义集合类

假设我们有一个简单的集合类MyCollection，它内部使用数组来存储元素。

class MyCollection implements Iterable {
    private T[] items;
    private int size;

    public MyCollection(int capacity) {
        items = (T[]) new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    public void add(T item) {
        if (size < items.length) {
            items[size++] = item;
        }
    }

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

第二步：实现迭代器

接下来，我们在MyCollection内部定义一个实现Iterator接口的私有类MyIterator。

private class MyIterator implements Iterator {
    private int currentIndex = 0;

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return currentIndex < size;
    }

    @Override
    public T next() {
        return items[currentIndex++];
    }

    @Override
    public void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
}

第三步：使用迭代器遍历集合

现在，我们可以使用迭代器来遍历MyCollection中的元素。

import java.util.Iterator;

// 自定义集合类
class MyCollection implements Iterable {
    private T[] items;
    private int size;

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public MyCollection(int capacity) {
        items = (T[]) new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    public void add(T item) {
        if (size < items.length) {
            items[size++] = item;
        }
    }

    // 实现 Iterable 接口的 iterator 方法
    @Override
    public Iterator iterator() {
        return new MyIterator();
    }

    // 自定义迭代器
    private class MyIterator implements Iterator {
        private int currentIndex = 0;

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return currentIndex < size;
        }

        @Override
        public T next() {
            return items[currentIndex++];
        }

        @Override
        public void remove() {
            throw new UnsupportedOperationException("Remove not supported");
        }
    }
}

public class IteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyCollection myCollection = new MyCollection<>(10);
        myCollection.add("Java");
        myCollection.add("Python");
        myCollection.add("C++");

        // 使用迭代器遍历集合
        Iterator iterator = myCollection.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

迭代器的优势

• 封装性：迭代器隐藏了集合的内部结构，使得代码更加整洁和易于维护。
• 灵活性：迭代器为不同类型的集合提供了一致的遍历方式。
• 安全性：使用迭代器的remove()方法可以安全地在遍历过程中删除元素，避免ConcurrentModificationException异常。

注意事项

• 在遍历过程中直接修改集合（除了使用迭代器的remove()方法）可能会导致ConcurrentModificationException。
• remove()方法的实现是可选的。如果不支持删除操作，应该抛出UnsupportedOperationException。