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淺析Java迭代器Iterator和Iterable的區(qū)別

更新時(shí)間：2023年07月06日 10:35:45 作者：Cosolar

Java語言中，Iterator和Iterable都是用來遍歷集合類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口，雖然它們有很多相似的地方，但在具體實(shí)現(xiàn)中卻有著一些不同之處，本文將詳細(xì)分析它們的區(qū)別，并提供相應(yīng)的代碼示例,需要的朋友可以參考下

1. Iterator接口

Iterator的作用是遍歷集合中的元素，它為集合提供了一種訪問元素的方法，可以按順序訪問集合中的每一個(gè)元素。Iterator可以處理任何實(shí)現(xiàn)了Iterable接口的集合，如List、Set、Map等。Iterator可以在遍歷集合時(shí)動(dòng)態(tài)地修改集合的內(nèi)容，如添加、刪除元素等。

Iterator接口是Java編程語言中一個(gè)非常重要的接口，它定義了遍歷一個(gè)集合中所有元素的方法。以下是Iterator接口的主要方法：

public interface Iterator<E> { 
    boolean hasNext() // 如果還有元素可以迭代，則返回true
    E next() // 返回迭代的下一個(gè)元素
    void remove() // 從迭代器指向的集合中刪除最后一個(gè)元素
}

Iterator 接口，JDK 1.2 的時(shí)候就有了，用來改進(jìn) Enumeration 接口：

允許刪除元素（增加了 remove 方法）
優(yōu)化了方法名（Enumeration 中是 hasMoreElements 和 nextElement，不簡潔）

Iterator接口是一個(gè)單向遍歷接口，只能向前遍歷集合中的元素，而無法回溯或反向遍歷。此外，只讀集合無法使用Iterator進(jìn)行修改操作。

以下是使用Iterator接口遍歷ArrayList集合的示例代碼：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("orange");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
    String fruit = iterator.next();
    System.out.println(fruit);
}

輸出結(jié)果：

apple
banana
orange

2. Iterable接口

Iterable的作用是提供一種遍歷集合的方式，它是一個(gè)接口，用于表示實(shí)現(xiàn)了該接口的對象都可以被迭代。Iterable接口為集合提供了一種統(tǒng)一的遍歷方式，從而可以在不同的集合間實(shí)現(xiàn)通用的迭代操作。

Iterable接口是Java編程語言中另一個(gè)非常重要的接口，它定義了一個(gè)可以被迭代的對象，并提供了一個(gè)默認(rèn)的iterator()方法，優(yōu)化了遍歷操作的可讀性。以下是Iterable接口的主要方法：

Iterator<T> iterator() // 返回一個(gè)Iterator對象用于迭代集合

JDK 1.8 時(shí)，Iterable 接口中新增了 forEach 方法。該方法接受一個(gè) Consumer 對象作為參數(shù)，用于對集合中的每個(gè)元素執(zhí)行指定的操作。該方法的實(shí)現(xiàn)方式是使用 for-each 循環(huán)遍歷集合中的元素，對于每個(gè)元素，調(diào)用 Consumer 對象的 accept 方法執(zhí)行指定的操作。

default void forEach(Consumer<? super T> action) {
    Objects.requireNonNull(action);
    for (T t : this) {
        action.accept(t);
    }
}

該方法實(shí)現(xiàn)時(shí)首先會(huì)對 action 參數(shù)進(jìn)行非空檢查，如果為 null 則拋出 NullPointerException 異常。然后使用 for-each 循環(huán)遍歷集合中的元素，并對每個(gè)元素調(diào)用 action.accept(t) 方法執(zhí)行指定的操作。由于 Iterable 接口是 Java 集合框架中所有集合類型的基本接口，因此該方法可以被所有實(shí)現(xiàn)了 Iterable 接口的集合類型使用。它對 Iterable 的每個(gè)元素執(zhí)行給定操作，具體指定的操作需要自己寫Consumer接口通過accept方法回調(diào)出來。

使用Iterable接口時(shí)，我們可以直接使用for-each循環(huán)來遍歷集合，來簡化代碼。例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("orange");
for(String fruit : list){
    System.out.println(fruit);
}
/* 寫得更淺顯易懂點(diǎn)，就是：
list.forEach(new Consumer<String>() {
    @Override
    public void accept(String str) {
        System.out.println(str);
    }
});*/

輸出結(jié)果：

apple
banana
orange

與Iterator接口不同，Iterable接口是雙向迭代器，可以進(jìn)行正向和反向遍歷。但I(xiàn)terable接口僅用于遍歷讀取操作，無法進(jìn)行修改操作。

3. 區(qū)別分析

在上述兩個(gè)接口中，最重要的區(qū)別是它們對代碼的便捷性有所不同。Iterator是一個(gè)單獨(dú)的迭代器接口，需要手動(dòng)調(diào)用next()、hasNext()和remove()等方法來遍歷集合中的元素，需要寫很多重復(fù)的代碼。而Iterable接口則采用了for-each循環(huán)語法來簡化代碼，使得開發(fā)者更加輕松地遍歷集合。

此外，在使用時(shí)，Iterator接口只能遍歷一次集合，而Iterable接口可以多次遍歷集合。由于Iterator接口是通過遍歷每個(gè)元素來訪問集合內(nèi)部元素的，因此無法反復(fù)遍歷。相比之下，Iterable接口中的iterator()方法返回的是一個(gè)新的迭代器對象，因此可以反復(fù)地使用for-each語句來遍歷集合，從而更加靈活方便。

最后，在對只讀集合進(jìn)行操作時(shí)，Iterable接口提供的for-each循環(huán)語法更為便捷。在這種情況下，Iterator接口需要通過while循環(huán)遍歷集合，并且無法在同一代碼塊中操作集合。因此，Iterable接口具有更好的可讀性和可維護(hù)性。

下面是一個(gè)用Iterable接口遍歷LinkedList集合的示例代碼：

List<String> list = new LinkedList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("orange");
// 使用Iterator遍歷列表 
Iterator<String> iterator = list.iterator(); 
while (iterator.hasNext()) { 
    String item = iterator.next(); 
    System.out.println(item);
}
// 使用Iterable遍歷列表 
Iterable<String> iterable = list;
for (String item : iterable) { 
    System.out.println(item); 
}

輸出結(jié)果：

apple
banana
orange

apple
banana
orange

從上面的代碼可以看出，Iterator和Iterable都可以用于遍歷列表，并且輸出的結(jié)果是相同的。但是，Iterator可以在迭代過程中動(dòng)態(tài)地修改集合的內(nèi)容，而Iterable則不能。此外，Iterator可以在遍歷時(shí)刪除元素，而Iterable不支持刪除操作。