Java 集合迭代器 · JavaBeginnersTutorial 中文系列教程

# Java 集合迭代器 > 原文： [https://javabeginnerstutorial.com/core-java-tutorial/java-collection-iterators/](https://javabeginnerstutorial.com/core-java-tutorial/java-collection-iterators/) 在本文中，我們將開始一個新系列，我們將深入研究 1.8 版中可用的 Java 不同的集合解決方案。對于具體的實現（例如`ArrayList`或`TreeSet`），我們將為您提供一些用例，這些用例將在這些用例中脫穎而出，并在某些情況下您應使用不同的用例。當然，我們將寫關于 Java 8 引入的流利 API 的信息。在本文中，我們將從`Iterator`接口開始，它是 Java 中所有集合導航的基礎。 ## 關于迭代器當您要處理各種集合時，迭代器是基本概念。顧名思義，它用于遍歷集合的元素。此接口在 Java 的版本 **1.2** 中引入。在此之前，您可以使用`Enumeration`接口-該接口仍然存在，但建議您使用基于`Iterator`接口的集合。如果我們看一下接口定義，它非常苗條： ```java package java.util; import java.util.function.Consumer; public interface Iterator { boolean hasNext(); E next(); default void remove() { throw new UnsupportedOperationException("remove"); } default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) { Objects.requireNonNull(action); while (hasNext()) action.accept(next()); } } ``` 該接口支持 4 種操作： * `hasNext`：如果當前可迭代對象具有更多要訪問的元素，則此方法返回`true`。 * `next`：此方法返回當前可迭代對象中的下一個對象。如果沒有更多對象，則將獲得`java.util.NoSuchElementException`。 * `remove`：此方法用于從給定的可迭代對象中刪除元素。如您所見，這是默認方法。這意味著，并非`Iterator`接口的每個實現都必須實現此方法。而且，如果未實現，則會得到一個`java.lang.UnsupportedOperationException`。 * `forEachRemaining`：此方法在此可迭代過程中的每個剩余元素上調用提供的操作-或直到該操作引發異常。如您所見，此接口具有正確數量的方法，可讓您開始進行迭代。您唯一不能做的就是將元素添加到可迭代對象中。但是我們可以忍受。正如您已經在思考的那樣，唯一的限制是只能進行*正向迭代*。在本系列的后面部分，我們將看一下`ListIterator`，它擴展了`Iterator`，是專門處理列表遍歷的專家，并添加了一些有用的方法。 ## 示例現在是時候使用`Iterator`接口進行一些示例了。因為我們沒有引入其他任何集合，所以我們使用由`java.util.Arrays.asList`創建的列表。 ## 迭代這是非常基本的用例：迭代： ```java Iterator iterator = Arrays.asList("HEARTS", "SPADES", "CLUBS", "DIAMONDS").iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } ``` 如您所料，這將導致以下結果： ```java HEARTSSPADESCLUBSDIAMONDS ``` 即使迭代很容易，也有一些陷阱： ```java Iterator suits = Arrays.asList("HEARTS", "SPADES", "CLUBS", "DIAMONDS").iterator(); Iterator ranks = Arrays.asList("2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A").iterator(); while (ranks.hasNext()) {while (suits.hasNext()) {System.out.println(suits.next() + " " + ranks.next());}} ``` 結果是： ```java HEARTS 2SPADES 3CLUBS 4DIAMONDS 5 ``` 這有一個小錯誤，但是如果我們切換迭代器的執行順序，則會出現錯誤： ```java Iterator suits = Arrays.asList("HEARTS", "SPADES", "CLUBS", "DIAMONDS").iterator(); Iterator ranks = Arrays.asList("2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A").iterator(); while (suits.hasNext()) {while (ranks.hasNext()) {System.out.println(suits.next() + " " + ranks.next());}} ``` 結果是 ```java HEARTS 2SPADES 3CLUBS 4DIAMONDS 5Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException at java.util.AbstractList$Itr.next(AbstractList.java:364) ``` 這不是您想要的。 ## 在循環后使用迭代器開發人員在開始時遇到的一個常見問題是，他們在循環之后訪問迭代器： ```java Iterator iterator = Arrays.asList(1, 4, 223, 56, 23, 88, 346, 78, 45, 33).iterator(); while (iterator.hasNext()) {iterator.next();}iterator.next(); ``` 結果取決于 Iterator 在不同異常中的實現，但是如果實現遵循接口的約定，則會得到 java.util.NoSuchElementException： ```java Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException at java.util.AbstractList$Itr.next(AbstractList.java:364) ``` 這意味著，您只能將一個迭代器導航到末尾。 ## 使用`for`循環解決上述問題的方法是使用`for`循環。除了解決上述問題之外，它還使您的代碼更清晰，更易讀。并且避免在循環后使用迭代器導致異常： ```java for (Iterator ranks = Arrays.asList("2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A").iterator(); ranks.hasNext(); ) { String rank = ranks.next(); for (Iterator suits = Arrays.asList("HEARTS", "SPADES", "CLUBS", "DIAMONDS").iterator(); suits.hasNext(); ) { String suit = suits.next();System.out.println(suit + " " + rank);}} ``` 另外，您可以利用增強的`for`循環使您的解決方案更具可讀性： ```java for (String rank : Arrays.asList("2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A")) { for (String suit : Arrays.asList("HEARTS", "SPADES", "CLUBS", "DIAMONDS")) { System.out.println(suit + " " + rank); }} ``` 而且，作為一個很好的副作用，我們甚至不需要了解`Iterator`接口的工作原理，它全都封裝在 Java 運行時的精巧手下。 ### 移除元素另一個常見的問題是在使用集合刪除元素時。不會導致錯誤或復制列表的最可行解決方案是使用`Iterator`接口： ```java List numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 4, 223, 56, 23, 88, 346, 78, 45, 33));Iterator iterator = numbers.iterator();while (iterator.hasNext()) { if (iterator.next() > 100) { iterator.remove(); }} ``` 上面的這段代碼從列表中刪除了所有大于 100 的元素。如您所見，這里我們需要將列表的整個創建包裝到一個顯式的`ArrayList`構造器中。這是因為`java.util.Arrays`是如何工作的：它返回一個不支持修改的特殊`ArrayList`。因此，如果您嘗試刪除元素，則會出現異常。同樣，請注意如何使用迭代器！ ```java List numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 4, 223, 56, 23, 88, 346, 78, 45, 33));Iterator iterator = numbers.iterator();while (iterator.hasNext()) { if (iterator.next() < 0 || iterator.next() > 100) { iterator.remove(); }} System.out.println(numbers); ``` 此代碼導致以下結果： ```java [1, 4, 223, 56, 23, 88, 346, 78, 45, 33] ``` 如您所見，元素未更改。為什么？因為`if`條件在條件的兩邊都調用`iterator.next()`，在這種情況下，我們跳過了大的值。如果列表中包含奇數個元素，我們將獲得異常而不是意外的結果。我們將在后面的文章中看到，有一種更好和更易讀的方式從集合中刪除元素。 ### `forEachRemaining` `forEachRemaining`方法是 Java 8 中的新增功能。它獲取`java.util.function.Consumer`作為參數，該參數將為迭代器的每個其余元素調用。目前，我看不到任何可以從這種新方法中受益的用例，但是應該有 Java 開發人員將其添加到組合中。無論如何，想像一下，您要打印迭代器的所有元素，這些元素在大于 100 的第一個元素之后。您可以這樣進行：也有一些不同的解決方案，但它們涉及自定義邏輯。但是，使用這種新方法，您可以像下面這樣解決它： ```java Iterator iterator = Arrays.asList(1, 4, 223, 56, 23, 88, 346, 78, 45, 33).iterator();while (iterator.hasNext()) { if (iterator.next() > 100) { break; }} iterator.forEachRemaining(System.out::println); ``` 結果是： ```java 562388346784533 ``` 而且，如果迭代器結束了，并且沒有增加目標的任何元素，那么它也不會引發異常： ```java Iterator iterator = Arrays.asList(1, 4, 223, 56, 23, 88, 346, 78, 45, 33).iterator();while (iterator.hasNext()) { if (iterator.next() > 500) { break; }}iterator.forEachRemaining(System.out::println); ``` ## 總結如果您有一個元素集合并且想要瀏覽它們 – 并從該集合中刪除元素，則`Iterator`接口是基本的解決方案。這里的方法是有限的：您不能向該集合中添加元素，也不能向后導航...并且使用 Java **1.5** ，引入了新的集合接口，這使我們的開發人員的生活更加輕松。在下一篇文章中，我們將研究`java.util.Collection`和`java.util.Iterable`接口，以為以后處理不同集合實現的文章奠定基礎。