Java容器类源码分析之Iterator与ListIterator迭代器（基于JDK8）

一、基本概念

    迭代器是一个对象，也是一种设计模式，Java有两个用来实实现迭代器的接口，分别是Iterator接口和继承自Iterator的ListIterator接口。实现迭代器接口的类的对象有遍历集合对象，选择集合中的元素和删除集合中元素的方法。而在使用它时不必知道该集合对象底层的结构。Java类库中实现Iterator接口的迭代器只能正向遍历集合中的元素，而实现ListIterator接口的迭代器不仅能够正向遍历，还能够反向遍历集合中的元素。

二、源码分析

2.1、Iterator接口与ListIterator接口的继承与实现

图2.1  Java迭代器类的继承与接口实现（部分）

    ListIterator接口继承了Iterator接口。在AbstractList、ArrayList和Vector这三个类中的内部类ListItr实现了ListIterator接口，这三个类的内部类ListItr又分别继承了在这三个类中实现了Iterator接口的内部类Itr。实现ListIterator的类还有LinkedList的内部类ListItr。实现Iterator的类还有LinkedList的内部类DescendingIterator，HashMap的内部类EntryIterator，KeyIterator，ValueIterator，以及TreeMap的内部类PrivateEntryIterator等。

2.2、迭代器接口方法

        1）迭代器的向前移动与向后移动图解

         2）Iterator接口方法

  Iterator<E> 

   UnsupportedOperationException("remove" 

  forEachRemaining(Consumer<?  E>

       3）ListIterator接口方法

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

    
   
     nextIndex();

     previousIndex();

    

     set(E e);

     add(E e);}

2.3、容器类与迭代器的关系

       1）Iterator接口。阅读源码可知，Collectiion接口实现了Iterable接口，Iterable有一个返回一个Iterator<T>对象的iterator()方法，所以继承和实现了Collection接口的所有容器类及其子类和实现类都有一个返回Iterator对象的的iterator()方法。Java中有很多容器类中都设计有实现了Iterator接口的内部类，如ArrayList和LinkedList等类。HashMap和TreeMap类中也包含有实现了Iterator的内部类，来对Map中的KeySet、Value和EntrySet进行迭代。Iterable接口的源代码如下：

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

        2）ListIterator接口。查看源码可以发现，List接口中有两个返回ListIterator<T>对象的方法，如下。List接口下的的ArrayList和LinkedList都有返回ListIterator对象的方法。

ListIterator<E> listIterator();//实现这个方法，该方法返回一个ListIterator迭代器对象，迭代器初始化后，一般迭代器位于在容器第一个元素后面。ListIterator<E> listIterator(int index);//实现这个方法，返回一个指定了开始遍历容器时迭代器初始位置的ListIterator迭代器对象

• ArrayList类设计有实现了ListIterator接口的内部类ListItr（不过ArrayList的listIterator(final int index)方法并未使用这个内部类，而是在方法中又设计了一个ListIterator匿名内部类作为方法返回值，可以发现ArrayList的Iterator()方法也是调用了这个方法来构建迭代器对象）。ArrayList类中部分有关源码如下

    ListItr  Itr  ListIterator<E>=

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

•   LinkedList类也有一个内部类ListItr实现了ListIterator接口，LinkedList的listIterator()方法返回了这个内部类的实例。LinkedList中部分有关源码如下

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

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