Java集合框架中迭代器Iterator解析
Java里面的数组数据可以通过索引来获取,那么对象呢?也是通过索引吗?今天我们就来分析一下Java集合中获取集合对象的方法迭代-Iterator。
本篇文章主要分析一下Java集合框架中的迭代器部分,Iterator,该源码分析基于JDK1.8,分析工具,AndroidStudio,文章分析不足之处,还请指正!
一、简介
我们常常使用JDK提供的迭代接口进行Java集合的迭代。
Iteratoriterator=list.iterator(); while(iterator.hasNext()){ Stringstring=iterator.next(); //dosomething }
上面便是迭代器使用的基本模板,迭代其实我们可以简单地理解为遍历,是一个标准化遍历各类容器里面的所有对象的方法类。它总是控制Iterator,向它发送”向前”,”向后”,”取当前元素”的命令,就可以间接遍历整个集合。在Java中Iterator为一个接口,它只提供了迭代了基本规则:
publicinterfaceIterator{ //判断容器内是否还有可供访问的元素 booleanhasNext(); //返回迭代器刚越过的元素的引用,返回值是E Enext(); //删除迭代器刚越过的元素 defaultvoidremove(){ thrownewUnsupportedOperationException("remove"); } }
上面便是迭代器的基本申明,我们通过具体的集合来分析。
二、集合分类
2.1ArrayList的Iterator
我们通过分析ArrayList的源码可以知道,在ArrayList内部首先是定义一个内部类Itr,该内部类实现Iterator接口,如下:
privateclassItrimplementsIterator{ //.... }
在内部类实现了Iterator接口,而ArrayList的Iterator是返回的它的内部类Itr,所以我们主要看看Itr是如何实现的。
publicIteratoriterator(){ returnnewItr(); }
接下来我们分析一下它的内部类Itr的实现方式。
privateclassItrimplementsIterator{ protectedintlimit=ArrayList.this.size; intcursor;//indexofnextelementtoreturn intlastRet=-1;//indexoflastelementreturned;-1ifnosuch intexpectedModCount=modCount; publicbooleanhasNext(){ returncursor =limit) thrownewNoSuchElementException(); Object[]elementData=ArrayList.this.elementData; if(i>=elementData.length) thrownewConcurrentModificationException(); cursor=i+1; return(E)elementData[lastRet=i]; } publicvoidremove(){ if(lastRet<0) thrownewIllegalStateException(); if(modCount!=expectedModCount) thrownewConcurrentModificationException(); try{ ArrayList.this.remove(lastRet); cursor=lastRet; lastRet=-1; expectedModCount=modCount; limit--; }catch(IndexOutOfBoundsExceptionex){ thrownewConcurrentModificationException(); } } @Override @SuppressWarnings("unchecked") publicvoidforEachRemaining(Consumerconsumer){ Objects.requireNonNull(consumer); finalintsize=ArrayList.this.size; inti=cursor; if(i>=size){ return; } finalObject[]elementData=ArrayList.this.elementData; if(i>=elementData.length){ thrownewConcurrentModificationException(); } while(i!=size&&modCount==expectedModCount){ consumer.accept((E)elementData[i++]); } //updateonceatendofiterationtoreduceheapwritetraffic cursor=i; lastRet=i-1; if(modCount!=expectedModCount) thrownewConcurrentModificationException(); } }
首先我们来分析一下定义的变量:
protectedintlimit=ArrayList.this.size; intcursor;//indexofnextelementtoreturn intlastRet=-1;//indexoflastelementreturned;-1ifnosuch intexpectedModCount=modCount;
其中,limit是当前ArrayList的大小,cursor代表的是下一个元素的索引,而lastRet是上一个元素的索引,没有的话就返回-1,expectedModCount没什么多大用处。我们接着分析看迭代的时候怎么判断有没有后继元素的。
publicbooleanhasNext(){ returncursor很简单,就是判断下一个元素的索引有没有到达数组的容量大小,达到了就没有了,到头了!
接着,我们在分析一下获取当前索引的元素的方法next
publicEnext(){ if(modCount!=expectedModCount) thrownewConcurrentModificationException(); inti=cursor; if(i>=limit) thrownewNoSuchElementException(); Object[]elementData=ArrayList.this.elementData; if(i>=elementData.length) thrownewConcurrentModificationException(); cursor=i+1; return(E)elementData[lastRet=i]; }在next方法中为什么要判断modCount呢?即用来判断遍历过程中集合是否被修改过。modCount用于记录ArrayList集合的修改次数,初始化为0,,每当集合被修改一次(结构上面的修改,内部update不算),如add、remove等方法,modCount+1,所以如果modCount不变,则表示集合内容没有被修改。该机制主要是用于实现ArrayList集合的快速失败机制,在Java的集合中,较大一部分集合是存在快速失败机制的。所以要保证在遍历过程中不出错误,我们就应该保证在遍历过程中不会对集合产生结构上的修改(当然remove方法除外),出现了异常错误,我们就应该认真检查程序是否出错而不是catch后不做处理。上面的代码比较简单,就是返回索引处的数组值。
对于ArrayList的迭代方法,主要是判断索引的值和数组的大小进行比较,看看还没有数据可以遍历了,然后再依次获取数组中的值,而已,主要抓住各个集合的底层实现方式即可进行迭代。
接下来我们在分析一下HashMap的Iterator的方法,其他方法类似,只要抓住底层实现方式即可。
2.2HashMap的Iterator
在HashMap中,也有一个类实现了Iterator接口,只不过是个抽象类,HashIterator,我们来看看它的实现方式。
privateabstractclassHashIteratorimplementsIterator { HashMapEntry next;//nextentrytoreturn intexpectedModCount;//Forfast-fail intindex;//currentslot HashMapEntry current;//currententry HashIterator(){ expectedModCount=modCount; if(size>0){//advancetofirstentry HashMapEntry[]t=table; while(index nextEntry(){ if(modCount!=expectedModCount) thrownewConcurrentModificationException(); HashMapEntry e=next; if(e==null) thrownewNoSuchElementException(); if((next=e.next)==null){ HashMapEntry[]t=table; while(index 同样,它也定义了一个变量
HashMapEntrynext;//nextentrytoreturn intexpectedModCount;//Forfast-fail intindex;//currentslot HashMapEntry current;//currententry next代表下一个entry的节点,expectedModCount同样是用于判断修改状态,用于集合的快速失败机制。index代表当前索引,current当前所索引所代表的节点entry,我们来看看如何判断是否还有下一个元素的值的。
publicfinalbooleanhasNext(){ returnnext!=null; }很简单就是判断next是否为null,为null的话就代表没有数据了。
接着分析获取元素的方法
finalEntrynextEntry(){ if(modCount!=expectedModCount) thrownewConcurrentModificationException(); HashMapEntry e=next; if(e==null) thrownewNoSuchElementException(); //一个Entry就是一个单向链表 //若该Entry的下一个节点不为空,就将next指向下一个节点; //否则,将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。 if((next=e.next)==null){ HashMapEntry[]t=table; while(index 以上便是一些具体集合实例的迭代方法实现原理,同理可以分析其他集合的实现方式。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持毛票票。