Java中的迭代器和foreach原理

迭代器是一种设计模式，它的定义为：提供一种方法访问一个容器对象中的各个元素，而又不需暴露该容器对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。

在Java中，Iterator称为迭代器，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。Iterator 仅用于遍历集合，Iterator 本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建Iterator 对象，则必须有一个被迭代的集合。Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。并且集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认指针(游标)都在集合的第一个元素之前。

1、Iterator接口中的常用方法

boolean hasNext()：判断集合中是否还有下一个元素
E next()：返回下一个元素
void remove()：删除元素

注意：

• 1.在调用next()方法之前必须要调用hasNext()方法进行判断。如果下一条记录无效，而且又没有调用hasNext()方法进行判断，那么直接调用next()方法就会抛出NoSuchElementException异常。
• 2.Iterator可以删除集合的元素，但是是通过迭代器对象的remove方法，不是集合对象的remove方法。
• 3.如果还未调用next()方法或在上一次调用next()方法之后已经调用了remove()方法，再调用remove()方法都会报IllegalStateException异常。

2.Iterator的使用方法(遍历集合)

Collection coll=new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(789);
coll.add(new Person("Tom",12));

Iterator iterator = coll.iterator();
while(iterator.hasNext()){
 System.out.println(iterator.next());
}

3、Iterator的执行原理

迭代器的执行原理如下图所示：

集合对象每次调用iterator()方法得到的迭代器对象，默认指针(游标)都在集合的第一个元素之前。我们在使用迭代器时，首先会使用hasNext()方法判断集合中是否还有下一个元素，如果有就会调用next()方法，调用next()方法分为两个步骤：一是把当前指针下移一位，二是将下移以后位置上的元素返回，如上图所示。

4、增强for循环:foreach

在Java 5.0提供了一种新的迭代访问 Collection和数组的方法，就是foreach循环。使用foreach循环执行遍历操作不需获取Collection或数组的长度，也不需要使用索引访问元素。
使用方法如下所示：

public static void main(String[] args) {
 int[] ints={1,2,3,4};
 for (int i:ints) {
  System.out.println(i);
 }

 Collection coll = new ArrayList();
 coll.add(123);
 coll.add(456);
 coll.add(789);
 coll.add(new Person(1001, "Tom"));
 for (Object object:coll) {
  System.out.println(object);
 }
}

那么foreach循环是怎样实现的呢？
下面我们来看一下上述代码编译后的源码文件，如下所示：

编译后的源码如下：

public static void main(String[] args) {
  int[] ints = new int[]{1, 2, 3, 4};
  int[] var2 = ints;
  int var3 = ints.length;

  for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {
   int i = var2[var4];
   System.out.println(i);
  }

  Collection coll = new ArrayList();
  coll.add(123);
  coll.add(456);
  coll.add(789);
  coll.add(new Person(1001, "Tom"));
  Iterator var7 = coll.iterator();

  while(var7.hasNext()) {
   Object object = var7.next();
   System.out.println(object);
  }

 }

由编译后的源码可知，使用foreach循环遍历数组时，底层仍然是通过for循环实现的；而遍历集合时，底层是通过迭代器实现的。