在Java里Iterator是如何遍历集合的_迭代器工作原理解析-java教程-PHP中文网

在Java里Iterator是如何遍历集合的_迭代器工作原理解析

P粉602998670

发布： 2025-12-23 15:59:02

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Iterator 是接口，实际遍历由集合内部迭代器实现，如 ArrayList.Itr 用 cursor/lastRet 跟踪位置，LinkedList.ListItr 基于 Node 移动，HashMap.KeyIterator 扫描哈希桶；hasNext()、next()、remove() 构成状态机协同工作，并通过 modCount 和 expectedModCount 实现 fail-fast 机制保障单线程遍历安全；增强 for 循环是其语法糖。

在java里iterator是如何遍历集合的_迭代器工作原理解析

Java 中的 Iterator 并不“自己遍历”，而是提供了一套统一、安全的访问集合元素的协议。它的核心是“按需取值”和“解耦遍历逻辑与数据结构”，背后依赖的是集合自身实现的迭代器（如 ArrayList.Itr、LinkedList.ListItr），而非 Iterator 接口本身执行遍历。

Iterator 是一个接口，真正干活的是集合的内部迭代器实现

当你调用 list.iterator()，实际返回的是该集合类私有的迭代器子类实例。比如：

ArrayList 返回的是其静态内部类 Itr，它用 cursor（下一个要返回的索引）和 lastRet（上一次返回的索引）来跟踪位置；
LinkedList 返回的是 ListItr，基于双向链表节点（Node）向前/向后移动；
HashMap 的 keySet().iterator() 返回的是 KeyIterator，本质是在哈希桶数组 + 链表/红黑树结构中线性扫描非空桶。

遍历过程靠三个关键方法协同完成

hasNext() 判断是否还有元素可读，next() 返回当前元素并推进位置，remove()（可选）删除上一次 next() 返回的元素。它们不是独立运行的，而是一套状态机：

hasNext() 检查当前位置是否越界（如 cursor != size），不改变状态；
next() 先校验并发修改（modCount == expectedModCount），再返回 elementData[cursor] 并自增 cursor，同时把 lastRet 设为该索引；
remove() 必须紧跟在 next() 之后调用，它会删掉 elementData[lastRet]，并修正 cursor 和 lastRet，同时更新 modCount。

fail-fast 机制保障遍历期间的数据一致性

每个集合维护一个 modCount（修改计数器），迭代器创建时记录为 expectedModCount。只要集合被结构化修改（add/remove 元素），modCount 就加 1；每次 next() 或 remove() 前都会检查二者是否一致。不一致就抛 ConcurrentModificationException —— 这不是为了防止多线程并发，而是防止“单线程里边遍历边改集合”这种常见错误。