Java集合遍历：Iterator使用详解

学习知识要善于思考，思考，再思考！今天golang学习网小编就给大家带来《Java集合遍历技巧：Iterator使用全解析》，以下内容主要包含等知识点，如果你正在学习或准备学习文章，就都不要错过本文啦~让我们一起来看看吧，能帮助到你就更好了！

Iterator是Java集合遍历时安全修改集合的唯一方式，核心在于正确使用hasNext()、next()和remove()方法；1. 通过集合的iterator()方法获取Iterator实例；2. 使用while循环配合hasNext()和next()遍历元素；3. 在next()调用后、下次next()前调用remove()安全删除元素，避免ConcurrentModificationException；增强for循环底层依赖Iterator但不支持安全删除，遍历时直接修改集合会抛出异常；Iterator的remove()不可在未调用next()前或同一次next()后多次调用，否则抛出IllegalStateException；Java 8中Stream API和forEach可替代部分场景，但removeIf等方法内部仍基于Iterator，Iterator在需要精确控制迭代及安全删除时仍不可替代。

在Java集合框架中，Iterator提供了一种标准且非常安全的方式来遍历集合元素，尤其是在遍历过程中可能需要修改集合内容时。它就像一个指向集合中某个元素的“光标”，允许你逐个访问元素，并提供了一种在遍历时安全移除元素的方法，避免了常见的并发修改问题。

解决方案

要正确使用Iterator遍历集合，核心在于理解它的三个主要方法：hasNext()、next()和remove()。

首先，你需要从集合对象那里获取一个Iterator实例，通常是通过调用集合的iterator()方法。例如，对于一个ArrayList或HashSet：

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");

Iterator<String> iterator = names.iterator();

接着，你就可以在一个while循环中使用hasNext()来检查是否还有下一个元素，然后用next()来获取当前元素。这是最基本的遍历模式：

while (iterator.hasNext()) {
    String name = iterator.next();
    System.out.println("当前元素: " + name);
}

而remove()方法是Iterator的亮点所在。它允许你在遍历过程中安全地从集合中移除由next()方法返回的最后一个元素。这是唯一一种在迭代期间安全修改集合的方式，否则你很可能会遇到ConcurrentModificationException。

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
numbers.add(4);

Iterator<Integer> numIterator = numbers.iterator();
while (numIterator.hasNext()) {
    Integer num = numIterator.next();
    if (num % 2 == 0) { // 移除偶数
        numIterator.remove();
    }
}
System.out.println("移除偶数后的集合: " + numbers); // 输出: [1, 3]

为什么在某些场景下，我们更推荐使用Iterator而非增强for循环？

这是一个非常经典的问题，也是很多Java开发者初学时容易踩的坑。增强for循环（for-each循环）确实用起来非常简洁方便，比如for (String name : names)。它在底层其实也是依赖Iterator来实现的，但它隐藏了Iterator的细节，尤其是remove()方法。

问题就出在这里：当你使用增强for循环遍历一个集合时，如果你在循环体内部尝试通过集合自身的方法（比如list.remove(element)或set.add(element)）来修改集合的结构（添加或删除元素），那么JVM就会检测到这种“并发修改”，并抛出java.util.ConcurrentModificationException。这是因为增强for循环内部的Iterator会维护一个修改计数器，当外部修改导致计数器不匹配时，它就会“报错”。

而Iterator的remove()方法是专门设计来处理这种情况的。它知道自己在迭代过程中被调用，因此会更新内部的修改计数器，从而避免ConcurrentModificationException。在我看来，这是Iterator最核心的价值之一，尤其是在需要根据某些条件动态删除集合元素时，它是几乎唯一的安全选择。如果你只是单纯地遍历而不涉及修改，增强for循环当然是首选，因为它更易读。但一旦有了修改的需求，就得立刻想到Iterator。

除了遍历，Iterator的remove()方法还有哪些使用注意事项？

Iterator.remove()方法虽然强大，但也有其严格的使用规则，如果不遵守，同样会遇到运行时异常。

一个非常重要的点是：remove()方法必须在调用next()方法之后且在下一次调用next()方法之前被调用。换句话说，每次调用next()成功获取一个元素后，你最多只能调用一次remove()来移除这个刚刚获取的元素。

如果你尝试在没有调用next()之前就调用remove()，或者在一次next()调用后多次调用remove()，都会抛出IllegalStateException。这是因为Iterator需要知道它当前指向的是哪个元素才能正确地移除。

举个例子：

List<String> fruits = new ArrayList<>(Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry"));
Iterator<String> fruitIterator = fruits.iterator();

// 错误示例1: 在next()之前调用remove()
// fruitIterator.remove(); // 抛出 IllegalStateException

fruitIterator.next(); // 获取 "Apple"
fruitIterator.remove(); // 移除 "Apple"

// 错误示例2: 在一次next()后多次调用remove()
// fruitIterator.remove(); // 再次调用，抛出 IllegalStateException

System.out.println("移除后的水果: " + fruits); // 输出: [Banana, Cherry]

此外，Iterator本身并不支持在遍历过程中向集合中添加元素。如果你需要在遍历时添加元素，或者需要向前/向后遍历，那么对于List接口而言，ListIterator会是一个更合适的选择。ListIterator是Iterator的子接口，它提供了add()、set()以及hasPrevious()、previous()等方法，功能更为强大，但它只适用于List类型的集合。

在Java 8及更高版本中，Iterator的使用模式有何变化或替代方案？

Java 8引入了Lambda表达式和Stream API，这确实为集合操作带来了巨大的便利和新的范式。在很多场景下，它们可以替代传统的Iterator循环。

最直接的替代是Iterable接口的forEach默认方法。这个方法接受一个Consumer函数式接口作为参数，允许你用更简洁的Lambda表达式来遍历集合：

List<String> colors = Arrays.asList("Red", "Green", "Blue");
colors.forEach(color -> System.out.println("颜色: " + color));
// 效果与Iterator遍历类似，但更简洁

然而，需要注意的是，forEach方法内部也是基于Iterator实现的，并且它也不支持在遍历过程中安全地修改集合（即没有remove()的直接对应）。如果你在forEach的Lambda表达式内部尝试修改集合，同样会遭遇ConcurrentModificationException。

更强大的替代方案是Stream API。Stream API提供了一种声明式、函数式的数据处理方式，可以对集合进行过滤、映射、归约等操作，而无需显式地管理迭代过程。它通常更适合于数据转换和聚合的场景。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);

// 使用Stream API过滤并收集偶数
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
                                   .filter(n -> n % 2 == 0)
                                   .collect(Collectors.toList());
System.out.println("Stream过滤后的偶数: " + evenNumbers); // 输出: [2, 4, 6]

// 移除集合中所有偶数 (通过Stream结合removeIf)
// 注意：removeIf是Collection接口的方法，内部会使用Iterator
numbers.removeIf(n -> n % 2 == 0);
System.out.println("removeIf后的集合: " + numbers); // 输出: [1, 3, 5]

可以看到，Collection接口在Java 8中也新增了removeIf方法，它内部会安全地使用迭代器来移除符合条件的元素，这在很多情况下比手动编写Iterator循环来移除元素要方便得多。

总的来说，虽然Java 8+提供了更多高级和简洁的API来处理集合，但Iterator本身并没有过时。在需要精确控制迭代过程、特别是需要安全地在遍历时移除元素时，或者在处理一些不支持Stream API的遗留代码或特定数据结构时，Iterator仍然是不可或缺的基础工具。理解它的原理和使用限制，对于编写健壮的Java代码依然至关重要。

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