在學(xué)習(xí)java中的collection時(shí)注意到，collection層次的根接口Collection實(shí)現(xiàn)了Iterable<T>接口（位于java.lang包中），實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口允許對(duì)象成為 "foreach" 語(yǔ)句的目標(biāo)，而此接口中的唯一方法，實(shí)現(xiàn)的就是返回一個(gè)在一組 T 類型的元素上進(jìn)行迭代的迭代器。

一、迭代器Iterator

接口：Iterator<T>

public interface Iterator<E>{
  boolean hasNext(); 
 E next(); 
 void remove();
 }

查看Iterator接口API可以知道，這是對(duì)collection進(jìn)行迭代的迭代器。迭代器允許調(diào)用者利用定義良好的語(yǔ)義在迭代期間從迭代器所指向的 collection 移除元素。

尤其值得注意的是此迭代器remove()方法的使用：從迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一個(gè)元素（可選操作）。每次調(diào)用 next 只能調(diào)用一次此方法。如果進(jìn)行迭代時(shí)用調(diào)用此方法（remove方法）之外的其他方式修改了該迭代器所指向的 collection，則迭代器的行為是不確定的。 接口設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)Iterator<T>接口的時(shí)候已經(jīng)指出，在進(jìn)行迭代時(shí)如果調(diào)用了除了迭代器的remove()方法修改了該迭代器所指向的collection，則會(huì)造成不確定的后果。具體出現(xiàn)什么后果依迭代器的具體實(shí)現(xiàn)而定。針對(duì)這種不確定的后果可能出現(xiàn)的情況，在學(xué)習(xí)ArrayList時(shí)遇到了其中一種：迭代器拋出 ConcurrentModificationException異常。具體異常情況如下代碼所示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class ItaratorTest {

  public static void main(String[] args) {
    Collection<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("Android");
    list.add("IOS");
    list.add("Windows Mobile");

    Iterator<String> iterator = list.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
      String lang = iterator.next();
      list.remove(lang);//will throw ConcurrentModificationException
    }
  }

}

此段代碼在運(yùn)行時(shí)會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常，因?yàn)槲覀冊(cè)诘鬟\(yùn)行期間沒(méi)有用iterator的remove()方法來(lái)刪除元素，而是使用ArrayList的 remove()方法改變了迭代器所指向的collection。這就違反了迭代器的設(shè)計(jì)原則，所以發(fā)生了異常。

所報(bào)異常情況如下所示：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831)
    at Text.ItaratorTest.main(ItaratorTest.java:17)

二、for-each循環(huán)與迭代器Iterator<T>

從Java5起，在Java中有了for-each循環(huán)，可以用來(lái)循環(huán)遍歷collection和array。Foreach循環(huán)允許你在無(wú)需保持傳統(tǒng)for循環(huán)中的索引，或在使用iterator /ListIterator(ArrayList中的一種迭代器實(shí)現(xiàn))時(shí)無(wú)需調(diào)用while循環(huán)中的hasNext()方法就能遍歷collection。for-each循環(huán)簡(jiǎn)化了任何Collection或array的遍歷過(guò)程。但是使用foreach循環(huán)也有兩點(diǎn)需要注意。

使用foreach循環(huán)的對(duì)象，必須實(shí)現(xiàn)了Iterable<T>接口

請(qǐng)看如下示例：

import java.util.ArrayList;

public class ForeachTest1 {

  public static void main(String args[]) {
    CustomCollection<String> myCollection = new CustomCollection<String>();
    myCollection.add("Java");
    myCollection.add("Scala");
    myCollection.add("Groovy");

    // What does this code will do, print language, throw exception or
    // compile time error
    for (String language : myCollection) {
      System.out.println(language);
    }
  }

  private class CustomCollection<T> {
    private ArrayList<T> bucket;

    public CustomCollection() {
      bucket = new ArrayList();
    }

    public int size() {
      return bucket.size();
    }

    public boolean isEmpty() {
      return bucket.isEmpty();
    }

    public boolean contains(T o) {
      return bucket.contains(o);
    }

    public boolean add(T e) {
      return bucket.add(e);
    }

    public boolean remove(T o) {
      return bucket.remove(o);
    }

  }
}

上述代碼將無(wú)法通過(guò)編譯，這是因?yàn)榇a中的CustomCollection類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Iterable<T>接口，編譯期的報(bào)錯(cuò)如下：

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
    Can only iterate over an array or an instance of java.lang.Iterable

    at Text.ForeachTest1.main(ForeachTest1.java:15)

事實(shí)上，無(wú)需等到編譯時(shí)才發(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)，eclipse會(huì)在這段代碼寫完之后就會(huì)在foreach循環(huán)處顯示錯(cuò)誤：Can only iterate over an array or an instance of java.lang.Iterable

從上述示例可以再次得到確認(rèn)的是，foreach循環(huán)只適用于實(shí)現(xiàn)了Iterable<T>接口的對(duì)象。由于所有內(nèi)置Collection類都實(shí)現(xiàn)了java.util.Collection接口，已經(jīng)繼承了Iterable，所以為了解決上述問(wèn)題，可以選擇簡(jiǎn)單地讓CustomCollection實(shí)現(xiàn)Collection接口或者繼承AbstractCollection。解決方式如下：

import java.util.AbstractCollection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class ForeachTest {
  public static void main(String args[]) {
    CustomCollection<String> myCollection = new CustomCollection<String>();
    myCollection.add("Java");
    myCollection.add("Scala");
    myCollection.add("Groovy");
    for (String language : myCollection) {
      System.out.println(language);
    }
  }

  private static class CustomCollection<T> extends AbstractCollection<T> {
    private ArrayList<T> bucket;

    public CustomCollection() {
      bucket = new ArrayList();
    }

    public int size() {
      return bucket.size();
    }

    public boolean isEmpty() {
      return bucket.isEmpty();
    }

    public boolean contains(Object o) {
      return bucket.contains(o);
    }

    public boolean add(T e) {
      return bucket.add(e);
    }

    public boolean remove(Object o) {
      return bucket.remove(o);
    }

    @Override
    public Iterator<T> iterator() {
      // TODO Auto-generated method stub
      return bucket.iterator();
    }
  }
}

2.foreach循環(huán)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)也是依靠Iterator進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的

為了驗(yàn)證foreach循環(huán)是使用Iterator作為內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這一事實(shí)，我們依然采用本文最開(kāi)始的實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證：

public class ItaratorTest {

  public static void main(String[] args) {
    Collection<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("Android");
    list.add("IOS");
    list.add("Windows Mobile");

    // example1
    // Iterator<String> iterator = list.iterator();
    // while (iterator.hasNext()) {
    // String lang = iterator.next();
    // list.remove(lang);
    // }

    // example 2
    for (String language : list) {
      list.remove(language);
    }
  }

}

程序運(yùn)行時(shí)所報(bào)異常：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831)
    at Text.ItaratorTest.main(ItaratorTest.java:22)

此異常正說(shuō)明了for-each循環(huán)內(nèi)部使用了Iterator來(lái)遍歷Collection，它也調(diào)用了Iterator.next()，這會(huì)檢查(元素的)變化并拋出ConcurrentModificationException。

總結(jié)：

• 在遍歷collection時(shí)，如果要在遍歷期間修改collection，則必須通過(guò)Iterator/listIterator來(lái)實(shí)現(xiàn)，否則可能會(huì)發(fā)生“不確定的后果”。
  
• foreach循環(huán)通過(guò)iterator實(shí)現(xiàn)，使用foreach循環(huán)的對(duì)象必須實(shí)現(xiàn)Iterable接口
  

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