JAVA小知识22：迭代器iterator与列表迭代器ListIterator

一、迭代器

在 Java 中，迭代器是一个设计模式，用于遍历集合中的元素。Java 提供了 Iterator 接口来实现这一功能。迭代器的主要作用是提供一种通用的遍历集合的方法，而不需要了解集合的具体实现细节。

1.1、迭代器的特点

统一接口：提供统一的遍历接口，可以对各种集合进行遍历而不需要了解其具体实现。
无序性：迭代器返回元素的顺序由集合的具体实现决定。
一次性使用：迭代器是一次性的，使用完毕后不能复用。
动态修改支持：在迭代过程中，可以通过迭代器的 remove方法安全地移除元素，而不会引发并发修改异常。

1.2、迭代器的优缺点

优点

统一遍历方式：提供了一种通用的方法来遍历各种类型的集合。
隐藏实现细节：不需要了解集合的内部结构，只需使用迭代器的接口即可遍历集合。
安全删除：可以在迭代过程中安全地删除元素，避免并发修改异常。
增强的灵活性：可以在任何地方停止和恢复遍历。

缺点

单向遍历：Iterator 只能单向遍历集合，不能反向遍历。
一次性使用：迭代器只能使用一次，不能复用。如果需要再次遍历，需要重新获取新的迭代器。
有限的修改操作：只能通过 remove方法删除元素，不能添加或修改元素。如果需要更复杂的修改操作，需要使用其他工具或方法。
可能的并发问题：虽然迭代器本身是线程不安全的，在多线程环境下需要额外的同步措施来避免并发问题。

二、迭代器的使用

在这里插入图片描述

2.1、简单的使用：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
// 获取迭代器
Iterator<String> iterator = list.iterator();
// 判断当前位置是否有元素
while(iterator.hasNext()) {
// 获取当前元素的值并且将迭代器移入下一个对象
    String next = iterator.next();
    System.out.println(next);
}

2.2、NoSuchElementException

看如下代码：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
// 获取迭代器
Iterator<String> iterator = list.iterator();
// 判断当前位置是否有元素
while(iterator.hasNext()) {
// 获取当前元素的值并且将迭代器移入下一个对象
    String next = iterator.next();
    System.out.println(next);
}
// 再次获取一次元素
    iterator.next();

iterator.hasNext()判断当前位置没有元素，while循环以及结束后，此时如果再次调用iterator.next()获取当前元素，会报出NoSuchElementException：没有当前元素异常。

2.3、注意事项

迭代器迭代完毕之后，迭代器指针是不会复位的，会一直停留在最后一个元素的位置，如果需要再次遍历，就需要重新获取迭代器对象。
循环中只能使用一次next方法。如果使用了两次也会因为最后一次超出范围而报NoSuchElementException异常
迭代器遍历的时候不能使用集合的增加或者删除的方法。

2.4、remove：删除

注意事项中说到：迭代器遍历的时候不能使用集合的增加或者删除的方法，那迭代器不就成打印的了？那要他有啥用，别急，迭代器提供了一个删除的方法：remove( )，它能移除集合中由迭代器返回的最后一个元素。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
// 获取迭代器
Iterator<String> iterator = list.iterator();
// 判断当前位置是否有元素
while(iterator.hasNext()) {
// 获取当前元素的值并且将迭代器移入下一个对象
    String next = iterator.next();
    if(next.startsWith("a")) {
        iterator.remove();
    }
}
System.out.println(list);//[b, c]

2.5、增强for循环

以防有人不知道增强for循环，这里先给出一个例子：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

为什么这里要讲增强for循环？因为增强for循环的底层就是迭代器iterator，同理，他有如下特点：

有限的操作能力：无法在遍历过程中修改集合（如删除元素），否则会抛出 ConcurrentModificationException 异常。
无法访问索引：增强 for 循环不提供访问当前元素索引的能力，如果需要索引，仍需使用传统的 for 循环。
只读遍历：增强 for循环仅适用于遍历，不能在遍历过程中执行复杂的操作（如移除元素等）。

三、列表迭代器ListIterator

ListIterator 是 Java 提供的一个专门用于列表的数据结构（如 ArrayList、LinkedList）的迭代器接口，它是 Iterator 接口的子接口。与Iterator相比，ListIterator 提供了更丰富的遍历和操作列表的功能，包括双向遍历、添加元素、替换元素等。

3.1、成员方法

方法签名	返回类型	说明
`boolean hasNext()`	`boolean`	如果迭代器后面还有元素，返回 `true`。
`E next()`	`E`	返回迭代器的下一个元素。
`boolean hasPrevious()`	`boolean`	如果迭代器前面还有元素，返回 `true`。
`E previous()`	`E`	返回迭代器的前一个元素。
`int nextIndex()`	`int`	返回迭代器的下一个元素的索引。
`int previousIndex()`	`int`	返回迭代器的前一个元素的索引。
`void remove()`	`void`	移除迭代器返回的最后一个元素。
`void set(E e)`	`void`	用指定的元素替换迭代器返回的最后一个元素。
`void add(E e)`	`void`	在列表中插入指定的元素。

3.2、方法解释

对于上述方法，我们只需要了解到add()，set()即可

add()

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
// 获取迭代器
ListIterator<String> iterator = list.listIterator();
// 判断当前位置是否有元素
while (iterator.hasNext()) {
   if("a".equals(iterator.next())){
       iterator.add("a1");
   }
}
System.out.println(list);//[a, a1, b, c]

set()

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
// 获取迭代器
ListIterator<String> iterator = list.listIterator();
// 判断当前位置是否有元素
while (iterator.hasNext()) {
   if("a".equals(iterator.next())){
       iterator.set("a1");
   }
}
System.out.println(list);//[a1, b, c]