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Java 迭代器模式全解析：從原理到集合框架源碼剖析

編輯：Java 相關知識

模式定義

迭代器模式：在不暴露集合內部結構的前提下，順序訪問集合元素。將遍歷邏輯從集合類中分離，符合單一職責原則。

兩種迭代器分類

類型	適用集合	特點
外部迭代器	白箱集合（暴露內部結構）	邏輯由集合提供，迭代器僅維護游標，常作內部類
內部迭代器	黑箱集合（不暴露遍歷接口）	迭代器為集合成員類，可直接訪問私有字段

手寫標準實現

1. 介面定義

public interface IteratorObj {
    void first();                    // 移至首元素
    boolean hasNextItem();           // 是否有下一個
    Object currentItem();            // 獲取當前元素並移動游標
}
public interface DataSet {
    IteratorObj getIterator();       // 工廠方法
}

2. 具體聚合與迭代器

public class Dataobj implements DataSet {
    private Object[] objArray;
    public Dataobj(Object[] arr) { this.objArray = arr; }
    @Override public IteratorObj getIterator() { return new Iterator1(this); }
    public Object getItem(int i) { return objArray[i]; }
    public int getSize() { return objArray.length; }
}

public class Iterator1 implements IteratorObj {
    private Dataobj set; private int size, index = 0;
    public Iterator1(Dataobj set) { this.set = set; this.size = set.getSize(); }
    @Override public void first() { index = 0; }
    @Override public boolean hasNextItem() { return index < size; }
    @Override public Object currentItem() {
        Object ob = set.getItem(index);
        if (index < size) index++;
        return ob;
    }
}

3. 客戶端使用

Dataobj ao = new Dataobj(new String[]{"12312","dasda","dasd"});
IteratorObj io = ao.getIterator();
while (io.hasNextItem()) System.out.println(io.currentItem());

JDK 集合框架中的應用

ArrayList 的內部迭代器 `Itr`

實現 Iterator 介面的**非靜態內部類** → 直接訪問 elementData、size、modCount
Fail-Fast 機制：expectedModCount 記錄創建時修改次數，操作前檢查 modCount，不一致拋 ConcurrentModificationException
remove() 僅能刪除**最後遍歷**的元素，且更新 expectedModCount

ListIterator 增強功能

雙向遍歷：hasPrevious()、previous()
安全修改：add()、set()、remove() 均更新 expectedModCount
定位索引：nextIndex()、previousIndex()

Enumeration vs Iterator

特性	Enumeration	Iterator
刪除元素	無 `remove()`	支持 `remove()`
實現方式	`Vector.elements()` 返回匿名類	集合自行實現
Fail-Fast	不支持	支持
適用版本	舊版 API (Vector/Hashtable)	Collections 框架標準