在java中，我们可以对list集合进行如下几种方式的遍历：
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list<integer> list = new arraylist<>(); list.add( 5 ); list.add( 23 ); list.add( 42 ); for ( int i = 0 ; i < list.size(); i++) { system.out.print(list.get(i) + "," ); }
iterator it = list.iterator(); while (it.hasnext()) { system.out.print(it.next() + "," ); }
for (integer i : list) { system.out.print(i + "," ); } |
第一种就是普通的for循环 ， 第二种为迭代器遍历 ， 第三种是for each循环 。
后面两种方式涉及到java中的iterator和iterable对象，接下来我们来看看这两个对象的区别以及如何在自定义类中实现for each循环。
iterator与iterable
iterator为java中的迭代器对象，是能够对list这样的集合进行迭代遍历的底层依赖。而iterable接口里定义了返回iterator的方法，相当于对iterator的封装，同时实现了iterable接口的类可以支持for each循环。
iterator内部细节
jdk中iterator接口主要方法如下：
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public interface iterator<e> { boolean hasnext(); e next(); } |
iterator通过以上两个方法定义了对集合迭代访问的方法，而具体的实现方式依赖于不同的实现类，具体的集合类实现iterator接口中的方法以实现迭代。
可以发现，在list中并没有实现iterator接口，而是实现的iterable接口。进一步观察iterable接口的源码可以发现其只是返回了一个iterator对象。
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public interface iterable<t> { iterator<t> iterator(); } |
所以我们可以使用如下方式来对list进行迭代了（通过调用iterator()方法）
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iterator it = list.iterator(); while (it.hasnext()) { system.out.print(it.next() + "," ); } |
同时实现了iterable接口的还可以使用for each循环。
for each原理
其实for each循环内部也是依赖于iterator迭代器，只不过java提供的语法糖，java编译器会将其转化为iterator迭代器方式遍历。我们对以下for each循环进行反编译：
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for (integer i : list) { system.out.println(i); } |
反编译后：
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integer i; for (iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasnext(); system.out.println(i)){ i = (integer)iterator.next(); } |
可以看到java的for each增强循环是通过iterator迭代器方式实现的。
深入探讨iterable与iterator关系
有一个问题，为什么不直接将hasnext()，next()方法放在iterable接口中，其他类直接实现就可以了？
原因是有些集合类可能不止一种遍历方式，实现了iterable的类可以再实现多个iterator内部类，例如linkedlist中的listitr和descendingiterator两个内部类，就分别实现了双向遍历和逆序遍历。通过返回不同的iterator实现不同的遍历方式，这样更加灵活。如果把两个接口合并，就没法返回不同的iterator实现类了。listitr相关源码如下：
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public listiterator<e> listiterator( int index) { checkpositionindex(index); return new listitr(index); }
private class listitr implements listiterator<e> { ... listitr( int index) { // assert ispositionindex(index); next = (index == size) ? null : node(index); nextindex = index; }
public boolean hasnext() { return nextindex < size; } ... |
如上所示可以通过调用list.listiterator()方法返回iterator迭代器（list.iterator()只是其默认实现）
descendingiterator源码如下：
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public iterator<e> descendingiterator() { return new descendingiterator(); } private class descendingiterator implements iterator<e> { private final listitr itr = new listitr(size()); public boolean hasnext() { return itr.hasprevious(); } public e next() { return itr.previous(); } public void remove() { itr.remove(); } } |
同样可以通过list.descendingiterator()使用该迭代器。
实现自己的迭代器
我们现在有一个自定义类arraymap，现在如果对其进行如下for each遍历：
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arraymap<string, integer> am = new arraymap<>(); am.put( "hello" , 5 ); am.put( "syrups" , 10 );
for (string s: am) { system.out.println(s); } |
由于我们并没有实现hashnext和next抽象方法，所以无法对其进行遍历。
自定义迭代器类
我们首先自定义一个迭代器类实现hashnext和next方法，并将其作为arraymap的内部类，相关代码如下:
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public class keyiterator implements iterator<k> { private int ptr;
public keyiterator() { ptr = 0 ; }
@override public boolean hasnext() { return (ptr != size); }
@override public k next() { k returnitem = keys[ptr]; ptr += 1 ; return returnitem; } } |
可以看到我们在next中指定的遍历规则是根据arraymap的key值进行遍历。有了上述迭代器类，我们就可以使用iterator方式在外部对其进行遍历了，遍历代码如下：
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arraymap<string, integer> am = new arraymap<>(); am.put( "hello" , 5 ); am.put( "syrups" , 10 ); arraymap.keyiterator ami = am. new keyiterator(); while (ami.hasnext()) { system.out.println(ami.next()); } |
如上所示，通过创建keyiterator对象进行迭代访问（注意外部类创建内部类对象的方式）。
支持for each循环
现在还不能支持for each循环访问，因为我们还没有实现iterable接口，首先在arraymap中实现iterable接口：
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public class arraymap<k, v> implements iterable<k> {
private k[] keys; private v[] values; int size;
public arraymap() { keys = (k[]) new object[ 100 ]; values = (v[]) new object[ 100 ]; size = 0 ; } .... } |
然后重写iterator()方法，并在其中返回我们自己的迭代器对象(iterator)
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@override public iterator<k> iterator() { return new keyiterator(); } |
注意我们自定义的keyiterator类必须要实现iterator接口，否则在iterator()方法中返回的类型不匹配。
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