迭代器筆試題，看看你會不會？

導讀	有位小朋友最近正在為年後換工作做準備，但是遇到一個問題，覺得很不可思議的一道筆試題。然後我把這道題發到技術群裡，發現很多人居然不知道，很多都是連蒙帶猜的說。感覺很有必要寫一篇文章來說道說道。

有位小朋友最近正在為年後換工作做準備，但是遇到一個問題，覺得很不可思議的一道筆試題。然後我把這道題發到技術群裡，發現很多人居然不知道，很多都是連蒙帶猜的說。感覺很有必要寫一篇文章來說道說道。

奇怪的筆試題閱讀下面這段程式碼，請寫出這段程式碼的輸出內容：

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Iterator; 
import java.util.*; 
 
public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
 
        Listlist = new ArrayList<>(); 
        list.add("1"); 
        list.add("2"); 
        list.add("3"); 
        Iterator iterator = list.iterator(); 
        while (iterator.hasNext()) { 
            String str = (String) iterator.next(); 
            if (str.equals("2")) { 
                iterator.remove(); 
            } 
        } 
        while (iterator.hasNext()) { 
            System.out.println(iterator.next()); 
        } 
        System.out.println("4"); 
    } 
}

他寫出來的答案是：

1 
3 
4

奇怪的是，你把這道題目發給你身邊人，讓他們回答這道面試題輸出結果是什麼，說這個結果的人非常多。不行你試試。

答案明顯不對，因為在第一個while裡的 iterator.hasNext()==false後才會到第二個while裡來，同一個Iterator物件，前面調一次iterator.hasNext()==false，再判斷一次結果不還是一樣嗎?，

所以第二個while判斷為false，也就不會再去遍歷iterator了，由此可知本體答案是：4。

下面我們來分析一下為什麼是具體底層是怎麼實現的。

這裡的Iterator是什麼?

迭代器是一種模式、詳細可見其設計模式，可以使得序列型別的資料結構的遍歷行為與被遍歷的物件分離，即我們無需關心該序列的底層結構是什麼樣子的。只要拿到這個物件,使用迭代器就可以遍歷這個物件的內部
Iterable 實現這個介面的集合物件支援迭代，是可以迭代的。實現了這個可以配合foreach使用~
Iterator 迭代器，提供迭代機制的物件，具體如何迭代是這個Iterator介面規範的。
Iterator說明

public interface Iterator{  
    //每次next之前，先呼叫此方法探測是否迭代到終點 
    boolean hasNext(); 
    //返回當前迭代元素 ，同時，迭代遊標後移 
    E next();  
    /*刪除最近一次已近迭代出出去的那個元素。 
     只有當next執行完後，才能呼叫remove函式。 
     比如你要刪除第一個元素，不能直接呼叫 remove()   而要先next一下( ); 
     在沒有先呼叫next 就呼叫remove方法是會丟擲異常的。 
     這個和MySQL中的ResultSet很類似 
    */ 
    default void remove() { 
        throw new UnsupportedOperationException("remove"); 
    }  
    default void forEachRemaining(Consumer action) { 
        Objects.requireNonNull(action); 
        while (hasNext()) 
            action.accept(next()); 
    } 
}

這裡的實現類是ArrayList的內部類Itr。

private class Itr implements Iterator{ 
        int cursor;       // index of next element to return 
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such 
        //modCountshi ArrayList中的屬性，當新增或刪除的時候moCount值會增加或者減少 
        //這裡主要是給fail-fast使用，避免一遍在遍歷，一遍正在修改導致資料出錯 
        //此列表在結構上被修改的次數。結構修改是指改變結構尺寸的修改列表， 
        //或者以這樣的方式對其進行擾動,進步可能會產生錯誤的結果。 
        int expectedModCount = modCount; 
         
        public boolean hasNext() { 
            //cursor初始值為0，沒掉一次next方法就+1 
            //size是ArrayList的大小 
            return cursor != size; 
        } 
 
        @SuppressWarnings("unchecked") 
        public E next() { 
            checkForComodification(); 
            int i = cursor; 
            if (i >= size) 
                throw new NoSuchElementException(); 
            //把ArrayList中的陣列賦給elementData 
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; 
            if (i >= elementData.length) 
                throw new ConcurrentModificationException(); 
            //每呼叫一次next方法，遊標就加1 
            //cursor=lastRet+1 
            cursor = i + 1; 
            //返回ArrayList中的元素 
            return (E) elementData[lastRet = i]; 
        } 
 
        public void remove() { 
            if (lastRet < 0) 
                throw new IllegalStateException(); 
            checkForComodification(); 
 
            try { 
                //呼叫ArrayList中remove方法，溢位該元素 
                ArrayList.this.remove(lastRet); 
                //cursor=lastRet+1， 
                //所以此時相當於cursor=cursor-1 
                cursor = lastRet; 
                lastRet = -1; 
                expectedModCount = modCount; 
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { 
                throw new ConcurrentModificationException(); 
            } 
        } 
        final void checkForComodification() { 
            if (modCount != expectedModCount) 
                throw new ConcurrentModificationException(); 
        } 
}

第一個iterator.hasNext()

hasNext方法中：cursor==0， size==3，所以cursor != size返回true。
next方法中：cursor=0+1。返回"1"。

hasNext方法中：cursor==1， size==3，所以cursor != size返回true。
next方法中：cursor=1+1。返回"2"。
remove方法中：cursor==cursor-1==2-1=1，把ArrayList中的"2"給刪除了，所以size==2。

hasNext方法中：cursor==1， size==2，那麼cursor != size返回true。
next方法中：cursor=1+1==2;返回"3"。

hasNext方法中：cursor==2， size==2，那麼cursor != size返回false。
第二個iterator.hasNext()

hasNext方法中：cursor==2， size==2，所以cursor != size返回false。

所以，最後只輸出"4"，即答案為4.

Iterator對集合類中的任何一個實現類，都可以返回這樣一個Iterator物件。可以適用於任何一個類。
因為集合類(List和Set等)可以裝入的物件的型別是不確定的,從集合中取出時都是Object型別,用時都需要進行強制轉化,這樣會很麻煩,用上泛型,就是提前告訴集合確定要裝入集合的型別,這樣就可以直接使用而不用顯示型別轉換.非常方便.

for each以用來處理集合中的每個元素而不用考慮集合定下標。就是為了讓用Iterator簡單。但是刪除的時候，區別就是在remove，迴圈中呼叫集合remove會導致原集合變化導致錯誤，而應該用迭代器的remove方法。

採用ArrayList對隨機訪問比較快，而for迴圈中的get()方法，採用的即是隨機訪問的方法，因此在ArrayList裡，for迴圈較快
採用LinkedList則是順序訪問比較快，iterator中的next()方法，採用的即是順序訪問的方法，因此在LinkedList裡，使用iterator較快
從資料結構角度分析,for迴圈適合訪問順序結構,可以根據下標快速獲取指定元素.而Iterator 適合訪問鏈式結構,因為迭代器是透過next()和Pre()來定位的.可以訪問沒有順序的集合.
而使用 Iterator 的好處在於可以使用相同方式去遍歷集合中元素，而不用考慮集合類的內部實現(只要它實現了 java.lang.Iterable 介面)，如果使用 Iterator 來遍歷集合中元素，一旦不再使用 List 轉而使用 Set 來組織資料，那遍歷元素的程式碼不用做任何修改，如果使用 for 來遍歷，那所有遍歷此集合的演算法都得做相應調整,因為List有序,Set無序,結構不同,他們的訪問演算法也不一樣.(還是說明了一點遍歷和集合本身分離了)。

迭代出來的元素都是原來集合元素的複製。
Java集合中儲存的元素實質是物件的引用，而非物件本身。
迭代出的物件也是引用的複製，結果還是引用。那麼如果集合中儲存的元素是可變型別的，那麼可以透過迭代出的元素修改原集合中的物件。