java中Collection迭代器的实现

一、迭代器（Iterator）是什么？

Iterator 是 Java 集合框架中专门用于遍历 Collection 集合元素的接口（位于 java.util 包下），它为所有实现 Collection 接口的集合（如 ArrayList、HashSet 等）提供了统一的遍历方式。

你可以把迭代器理解为一个 “集合的专属遍历工具”：它就像一个指针，一开始指向集合第一个元素的 “前面”，通过调用方法可以逐个移动指针、获取元素，而且能安全地在遍历过程中删除元素（这是普通 for 循环做不到的）。

二、Iterator 的核心方法

Iterator 接口只有 3 个核心方法，简单且易记：

三、Iterator 的基本使用步骤（核心）

使用迭代器遍历 Collection 集合的固定步骤：

1. 通过 Collection 的 iterator() 方法获取迭代器对象；
2. 用 hasNext() 判断是否还有下一个元素；
3. 用 next() 获取下一个元素；
4. （可选）用 remove() 删除当前元素。

完整使用示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
 
public class IteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建集合并添加元素
        Collection<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("苹果");
        list.add("香蕉");
        list.add("橙子");
        list.add("葡萄");
 
        // 2. 获取迭代器对象
        Iterator<String> it = list.iterator();
 
        // 3. 遍历集合
        System.out.println("遍历并输出所有元素：");
        while (it.hasNext()) { // 判断是否有下一个元素
            String fruit = it.next(); // 移动指针并获取元素
            System.out.println(fruit);
 
            // 4. 可选：遍历中删除指定元素（比如删除"香蕉"）
            if ("香蕉".equals(fruit)) {
                it.remove(); // 安全删除，不会触发并发修改异常
            }
        }
 
        // 遍历结束后查看集合
        System.out.println("\n删除香蕉后的集合：" + list); // 输出：[苹果, 橙子, 葡萄]
    }
}

四、迭代器的关键注意事项（避坑重点）

调用 next () 前必须先调用 hasNext ()如果指针已经到集合末尾，直接调用 next() 会抛出 NoSuchElementException（无此元素异常），这是新手最容易犯的错误。

遍历过程中不能用集合的 remove () 方法如果在迭代器遍历期间，直接调用 collection.remove()（而非 it.remove()），会触发 ConcurrentModificationException（并发修改异常）。因为迭代器会检测集合的 “修改次数”，一旦发现迭代器之外的修改，就会报错。

// 错误示例：遍历中直接用集合的 remove 方法
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String fruit = it.next();
    if ("香蕉".equals(fruit)) {
        list.remove(fruit); // 抛出 ConcurrentModificationException
    }
}

remove () 必须在 next () 之后调用如果先调用 it.remove() 再调用 it.next()，或者连续调用两次 it.remove()，会抛出 IllegalStateException（非法状态异常）。因为 remove() 只能删除 “上一次 next () 获取的元素”，没有 next () 就没有可删除的元素。

迭代器遍历是单向的迭代器只能从前往后遍历，一旦遍历到末尾，无法回头重新遍历，除非重新获取一个新的迭代器对象。

五、增强 for 循环（foreach）与迭代器的关系

你平时用的增强 for 循环（for (元素类型 变量 : 集合)）本质上是迭代器的语法糖，编译器会自动将其编译为迭代器遍历的代码。比如：

// 增强 for 循环遍历
for (String fruit : list) {
    System.out.println(fruit);
}
 
// 编译器编译后等价于：
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String fruit = it.next();
    System.out.println(fruit);
}

⚠️ 注意：增强 for 循环同样不能在遍历中直接修改集合（比如删除元素），否则也会抛出 ConcurrentModificationException。

总结

1. Iterator 是遍历 Collection 集合的标准工具，提供 hasNext()、next()、remove() 三个核心方法，保证遍历的统一性和安全性。
2. 迭代器使用的核心规则：先 hasNext() 判断，再 next() 获取，遍历中删除元素必须用 it.remove() 而非集合的 remove()。
3. 增强 for 循环是迭代器的语法糖，本质相同，但无法手动调用 remove()，遍历中修改集合仍会报错。

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