Java 迭代器 Iterator 與 Enumeration 詳細對比指南

Java 集合遍歷核心：Iterator 與 Enumeration 完整對比

本文詳細解析 Java 集合框架中兩大遍歷介面 Iterator 與 Enumeration 的定義、實現方式、使用場景與核心差異，助你選擇最適合的遍歷方式。

Iterator 介面詳解

1. 介面定義

public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();      // 是否有下一個元素
    E next();               // 返回下一個元素
    void remove();          // 可選：移除最後返回的元素
}

public interface Iterable<T> {
    Iterator<T> iterator(); // 返回新的迭代器
}

2. 實現範例：自定義堆疊迭代器

public class Stack<Item> implements Iterable<Item> {
    private Node<Item> first;
    
    @Override
    public Iterator<Item> iterator() {
        return new ListIterator(first);
    }
    
    private class ListIterator<Item> implements Iterator<Item> {
        private Node<Item> current;
        
        public ListIterator(Node<Item> first) {
            current = first;
        }
        
        @Override
        public boolean hasNext() {
            return current != null;
        }
        
        @Override
        public Item next() {
            if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
            Item item = current.item;
            current = current.next;
            return item;
        }
        
        @Override
        public void remove() {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }
    }
    
    private static class Node<Item> {
        Item item;
        Node<Item> next;
    }
}

3. 使用方式

// 方式一：for-each 循環 (隱式使用 Iterator)
for (String s : stack) {
    System.out.println(s);
}

// 方式二：顯式使用 Iterator
Iterator<String> it = stack.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next();
    System.out.println(s);
}

Enumeration 介面詳解

1. 介面定義

public interface Enumeration<E> {
    boolean hasMoreElements(); // 是否有更多元素
    E nextElement();           // 返回下一個元素
}

2. 適用集合類型

• Vector - elements() 方法返回 Enumeration
• Hashtable - keys()、elements() 返回 Enumeration
• Properties - 繼承 Hashtable
• 其他舊版 API (如 StringTokenizer、ZipFile 等)

3. 使用範例

// 獲取請求參數名稱 Enumeration
Enumeration<String> paramNames = request.getParameterNames();

while (paramNames.hasMoreElements()) {
    String paramName = paramNames.nextElement();
    if ("LastPage".equals(paramName.trim())) {
        System.out.println("LastPage");
    } else if ("NextPage".equals(paramName.trim())) {
        System.out.println("NextPage");
    }
}

核心差異深度對比

Fail-fast 機制深度解析

什麼是 Fail-fast？

當多執行緒同時修改集合結構 (新增/刪除元素) 時，Iterator 會檢測到 modCount 變化，立即拋出 ConcurrentModificationException，而非產生不可預期的行為。

原理示意

// ArrayList Iterator 內部實現片段
final void checkForComodification() {
    if (modCount != expectedModCount)
        throw new ConcurrentModificationException();
}

public E next() {
    checkForComodification(); // 每次 next() 都檢查
    // ...
}

Enumeration 為何不支援？

• Vector/Hashtable 所有方法皆 synchronized，單執行緒安全
• 設計初衷為單執行緒環境，無需檢測併發修改
• JDK 1.2 後建議改用 ArrayList/HashMap + Iterator

最佳實踐建議

優先使用 Iterator

• 現代 Java 代碼標準遍歷方式
• 支援 remove() 安全刪除當前元素
• 配合 for-each 語法糖，代碼簡潔
• 所有新集合類 (ArrayList, HashSet, HashMap 等) 原生支援

僅在舊版 API 必須使用 Enumeration

• 維護使用 Vector/Hashtable 的舊系統
• 部分 Java EE API 仍返回 Enumeration (如 HttpServletRequest.getParameterNames())
• 可透過 Collections.list(enumeration) 轉為 List 後使用 Iterator

並發環境替代方案

• CopyOnWriteArrayList - 迭代器不支援 remove，但絕不拋出 CME
• ConcurrentHashMap - 弱一致性迭代器，不拋出 CME
• 顯式鎖定集合進行遍歷 (效能較差)

總結

Iterator 是現代 Java 集合遍歷的標準介面，功能更強、介面更清晰、支援 fail-fast 安全機制；Enumeration 是 JDK 1.0 遺留產物，僅用於 Vector/Hashtable 等舊版集合與部分舊版 API。新代碼應一律使用 Iterator 或 for-each 循環。