Java容器類源碼分析之Iterator與ListIterator迭代器（基于JDK8）

一、基本概念

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? ? 迭代器是一個對象，也是一種設計模式，Java有兩個用來實實現迭代器的接口，分別是Iterator接口和繼承自Iterator的ListIterator接口。實現迭代器接口的類的對象有遍歷集合對象，選擇集合中的元素和刪除集合中元素的方法。而在使用它時不必知道該集合對象底層的結構。Java類庫中實現Iterator接口的迭代器只能正向遍歷集合中的元素，而實現ListIterator接口的迭代器不僅能夠正向遍歷，還能夠反向遍歷集合中的元素。

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二、源碼分析

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2.1、Iterator接口與ListIterator接口的繼承與實現

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圖2.1 ?Java迭代器類的繼承與接口實現（部分）

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? ? ListIterator接口繼承了Iterator接口。在AbstractList、ArrayList和Vector這三個類中的內部類ListItr實現了ListIterator接口，這三個類的內部類ListItr又分別繼承了在這三個類中實現了Iterator接口的內部類Itr。實現ListIterator的類還有LinkedList的內部類ListItr。實現Iterator的類還有LinkedList的內部類DescendingIterator，HashMap的內部類EntryIterator，KeyIterator，ValueIterator，以及TreeMap的內部類PrivateEntryIterator等。

2.2、迭代器接口方法

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? ? ? ??1）迭代器的向前移動與向后移動圖解

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? ? ? ???2）Iterator接口方法

??Iterator<E>?

???UnsupportedOperationException("remove"?

??forEachRemaining(Consumer<???E>

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? ?? ? 3）ListIterator接口方法

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??ListIterator<E>??Iterator<E>?hasNext();

????
???
?????nextIndex();

?????previousIndex();

????

?????set(E?e);

?????add(E?e);}

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2.3、容器類與迭代器的關系

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? ??? ?1）Iterator接口。閱讀源碼可知，Collectiion接口實現了Iterable接口，Iterable有一個返回一個Iterator<T>對象的iterator()方法，所以繼承和實現了Collection接口的所有容器類及其子類和實現類都有一個返回Iterator對象的的iterator()方法。Java中有很多容器類中都設計有實現了Iterator接口的內部類，如ArrayList和LinkedList等類。HashMap和TreeMap類中也包含有實現了Iterator的內部類，來對Map中的KeySet、Value和EntrySet進行迭代。Iterable接口的源代碼如下：

<T>??forEach(Consumer<???T>?(T?t?:??Spliterator<T>?Spliterators.spliteratorUnknownSize(iterator(),?0

?? ? ? ?2）ListIterator接口。查看源碼可以發現，List接口中有兩個返回ListIterator<T>對象的方法，如下。List接口下的的ArrayList和LinkedList都有返回ListIterator對象的方法。

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ListIterator<E>?listIterator();//實現這個方法，該方法返回一個ListIterator迭代器對象，迭代器初始化后，一般迭代器位于在容器第一個元素后面。ListIterator<E>?listIterator(int?index);//實現這個方法，返回一個指定了開始遍歷容器時迭代器初始位置的ListIterator迭代器對象

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• ArrayList類設計有實現了ListIterator接口的內部類ListItr（不過ArrayList的listIterator(final int index)方法并未使用這個內部類，而是在方法中又設計了一個ListIterator匿名內部類作為方法返回值，可以發現ArrayList的Iterator()方法也是調用了這個方法來構建迭代器對象）。ArrayList類中部分有關源碼如下

????ListItr??Itr??ListIterator<E>=

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???Iterator<E>?ListIterator<E>?listIterator(???offset?=???ListIterator<E>?cursor?=?lastRet?=?-1?expectedModCount?=?ArrayList.??cursor?!=?SubList.

? ? ?

• ? LinkedList類也有一個內部類ListItr實現了ListIterator接口，LinkedList的listIterator()方法返回了這個內部類的實例。LinkedList中部分有關源碼如下

????public?ListIterator<E>?listIterator(int?index)?{
????????checkPositionIndex(index);????????return?new?ListItr(index);
????}????private?class?ListItr?implements?ListIterator<E>?{

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