深入剖析Java Iterator源码：原理与实

2025-01-21 01:19:38

在Java中，Iterator是一个非常重要的接口，用于遍历集合中的元素。它提供了迭代器模式的基本实现，使得我们可以以统一的方式遍历各种集合，如ArrayList、LinkedList、HashSet等。本文将深入剖析Java Iterator的源码，从原理到实现，带你了解其背后的设计思想。

一、Iterator接口

首先，我们来看看Iterator接口的定义。在Java的集合框架中，Iterator接口定义了以下几个基本方法：

1.boolean hasNext()：如果迭代器有下一个元素，则返回true。 2.E next()：返回迭代器的下一个元素。 3.void remove()：删除迭代器最近返回的元素。

这些方法构成了Iterator的基本操作，使得我们可以实现对集合元素的遍历。

二、Iterator源码分析

接下来，我们将以ArrayList为例，分析Iterator的实现源码。

1.Iterator接口实现类

在ArrayList中，Iterator接口的实现类是ArrayList$Itr。下面是ArrayList$Itr类的部分源码：

`java private class ArrayList$Itr implements Iterator<E> { int cursor; // 当前位置 int lastRet = -1; // 最后返回的位置 int expectedModCount = modCount; // 集合修改次数

ArrayList$Itr(int index) {
    cursor = index;
}
public boolean hasNext() {
    return cursor != size;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
    checkForComodification();
    int i = cursor;
    if (i >= size)
        throw new NoSuchElementException();
    Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
    if (i >= elementData.length)
        throw new ConcurrentModificationException();
    cursor = i + 1;
    return (E) elementData[lastRet = i];
}
public void remove() {
    if (lastRet < 0)
        throw new IllegalStateException();
    checkForComodification();
    try {
        ArrayList.this.remove(lastRet);
        cursor = lastRet;
        lastRet = -1;
        expectedModCount = modCount;
    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}
final void checkForComodification() {
    if (modCount != expectedModCount)
        throw new ConcurrentModificationException();
}

} `

2.Iterator方法实现

从上述源码中，我们可以看到ArrayList$Itr类实现了Iterator接口的三个基本方法。下面分别解释一下这些方法的实现原理：

（1）hasNext()方法：该方法通过比较cursor（当前位置）和size（集合大小）来判断是否还有下一个元素。如果cursor小于size，则表示还有下一个元素，返回true；否则，返回false。

（2）next()方法：该方法通过cursor变量获取当前元素的位置，并返回该位置的元素。同时，将lastRet（最后返回的位置）更新为当前cursor的位置。在返回元素之前，会调用checkForComodification()方法，确保集合在遍历过程中没有被修改。

（3）remove()方法：该方法用于删除迭代器最近返回的元素。首先，检查lastRet是否小于0，如果小于0，则抛出IllegalStateException异常。然后，调用checkForComodification()方法，确保集合在遍历过程中没有被修改。最后，调用ArrayList的remove()方法删除元素，并将cursor和lastRet更新为当前删除元素的位置。

三、总结

通过分析Java Iterator的源码，我们可以了解到Iterator的设计思想和实现原理。Iterator接口提供了统一的方式来遍历集合，使得我们可以以相同的方式处理各种集合类型。在实际开发中，熟练掌握Iterator的使用，能够帮助我们更好地利用Java的集合框架。

本文以ArrayList为例，分析了Iterator的实现源码，包括hasNext()、next()和remove()三个方法。通过对这些方法的实现原理进行分析，我们可以深入了解Iterator的工作机制。希望本文能够帮助你更好地理解Java Iterator的源码。