Java 集合源码解析(1):Iterator
Java, Android 开发也有段时间了,当初为了早点学 Android,Java 匆匆了解个大概就结束了,基础不够扎实。
虽然集合框架经常用,但是一直没有仔细看看原理,仅止于会用,不知道为什么要这么做。
这段时间就开始 Java 集合的源码学习。
点击查看 Java 集合框架深入理解 系列, - ( ゜- ゜)つロ 乾杯~
Java 提供的 集合类都在 Java.utils 包下,其中包含了很多 List, Set, Map, Queue… 它们的关系如下面这张类图所示:
可以看到,Java 集合主要分为两类:Collection 和 Map. 而 Collection 又继承了 Iterable< E > 接口,Iterable 接口内只有一个 iterator 方法,返回一个 Iterator 迭代器:
public interface Iterable<T> {
/**
* Returns an {@link Iterator} for the elements in this object.
*
* @return An {@code Iterator} instance.
*/
Iterator<T> iterator();
}
本篇文章将介绍 Iterator 迭代器。 在介绍 Iterator 之前不得不提一下被它替代的 Enumeration< E >:
Enumeration< E >
public interface Enumeration<E> {
/**
* Returns whether this {@code Enumeration} has more elements.
*
* @return {@code true} if there are more elements, {@code false} otherwise.
* @see #nextElement
*/
public boolean hasMoreElements();
/**
* Returns the next element in this {@code Enumeration}.
*
* @return the next element..
* @throws NoSuchElementException
* if there are no more elements.
* @see #hasMoreElements
*/
public E nextElement();
}
Enumeration 是一个很古老的迭代器,有两个方法:
- hasMoreElements() //是否还有元素
- nextElement() //返回下一个元素
Enumeration 的实现类会生成一系列子元素,比如 StringTokenizer;通过 Enumeration 的上述两个方法可以用来遍历它实现类的元素,比如这样:
//StringTokenizer : 切割, Breaks a string into tokens; new code should probably use {@link String#split}.
Enumeration enumeration = new StringTokenizer("A-B-C", "-");
while (enumeration.hasMoreElements()){
System.out.println(enumeration.nextElement());
}
运行结果:
Enumeration 接口早在 JDK 1.0 时就推出了,当时比较早的容器比如 Hashtable, Vector 都使用它作为遍历工具。
那 Enumeration 为什么会被废弃呢?
根据官方文档:
NOTE: The functionality of this interface is duplicated by the Iterator interface. In addition, Iterator adds an optional remove operation, and has shorter method names. New implementations should consider using Iterator in preference to Enumeration.
可以大胆猜一下,应该是当初设计没有考虑全,只有两个方法,而且名字还太长了 - -。 后来在 JDK 1.2 推出了 Iterator 替代它的功能。虽然 Enumeration 在 JDK 1.5 后增加了泛型的应用,依旧大势已去。
Iterator
Iterator 是一个集合上的迭代器,用来替代 Enumeration 进行遍历、迭代。
它 和 Enumeration 有什么不同呢?
根据官方文档:
Iterators differ from enumerations in two ways:
- Iterators allow the caller to remove elements from the underlying collection during the iteration with well-defined semantics.
- Method names have been improved.
哈哈首先是名字缩短了,看来大家都懒得输入那么长的方法名。 其次是 允许调用者在遍历过程中语法正确地删除元素。
注意这个 [语法正确],事实上我们在使用 Iterator 对容器进行迭代时如果修改容器 可能会报 ConcurrentModificationException 的错。官方称这种情况下的迭代器是 fail-fast 迭代器。
fail-fast 与 ConcurrentModificationException
以 ArrayList 为例,在调用迭代器的 next,remove 方法时:
public E next() {
if (expectedModCount == modCount) {
try {
E result = get(pos + 1);
lastPosition = ++pos;
return result;
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
throw new NoSuchElementException();
}
}
throw new ConcurrentModificationException();
}
public void remove() {
if (this.lastPosition == -1) {
throw new IllegalStateException();
}
if (expectedModCount != modCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
try {
AbstractList.this.remove(lastPosition);
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
expectedModCount = modCount;
if (pos == lastPosition) {
pos--;
}
lastPosition = -1;
}
可以看到在调用迭代器的 next,remove 方法时都会比较 expectedModCount 和 modCount 是否相等,如果不相等就会抛出 ConcurrentModificationException ,也就是成为了 fail-fast。
而 modCount 在 add, clear, remove 时都会被修改:
public boolean add(E object) {
//...
modCount++;
return true;
}
public void clear() {
if (size != 0) {
//...
modCount++;
}
}
public boolean remove(Object object) {
Object[] a = array;
int s = size;
if (object != null) {
for (int i = 0; i < s; i++) {
if (object.equals(a[i])) {
//...
modCount++;
return true;
}
}
} else {
for (int i = 0; i < s; i++) {
if (a[i] == null) {
//...
modCount++;
return true;
}
}
}
return false;
}
因此我们知道了 fail-fast 即 ConcurrentModificationException 出现的原因,怎么解决呢?
方法一:
用 CopyOnWriteArrayList,ConcurrentHashMap 替换 ArrayList, HashMap,它们的功能和名字一样,在写入时会创建一个 copy,然后在这个 copy 版本上进行修改操作,这样就不会影响原来的迭代。不过坏处就是浪费内存。
方法二:
使用 Collections.synchronizedList 加 同步锁,不过这样有点粗暴。
可能得方法三(待考究,目前我还没搞清楚):
在学习 ListView 中的观察者模式 时,我注意到 DataSetObservable 的 notifyChanged 方法中有如下注释:
public void notifyChanged() {
synchronized(mObservers) {
// since onChanged() is implemented by the app, it could do anything, including
// removing itself from {@link mObservers} - and that could cause problems if
// an iterator is used on the ArrayList {@link mObservers}.
// to avoid such problems, just march thru the list in the reverse order.
for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
mObservers.get(i).onChanged();
}
}
}
to avoid such problems, just march thru the list in the reverse order
为了避免影响 ArrayList 迭代,倒序处理。 待考究,目前我还没搞清楚。
不过意外的发现了,原来 for-each 的循环内部也是使用了 Iterator 来遍历Collection,它也调用了 Iterator.next(),所以在修改元素时会检查(元素的)变化并抛出 ConcurrentModificationException。
在从任何 Collection中删除对象时总要使用 Iterator 的remove 方法, for-each 循环只是标准 Iterator 代码标准用法之上的一种语法糖(syntactic sugar)而已。
差点忘了 Iterator 的使用
所有 Collection 的子类都有 iterator() 方法来获得 Iterator,通过 Iterator 的标准操作方法,可以让我们不必关心具体集合的类型,从而避免向客户端暴露出集合的内部结构。
不使用 Iterator 遍历集合是这样的:
for(int i=0; i<集合的大小;i++){
// ...
}
使用 Iterator 遍历集合是这样的:
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
对比而言,后者客户端代码与具体集合类型耦合性弱,复用性更强。缺点就是无法获取指定的元素,只能挨个遍历。
Thanks
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Enumeration.html
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Iterator.html
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3933551.html
http://blog.csdn.net/chenssy/article/details/38151189
http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/details/17730517
http://javarevisited.blogspot.jp/2014/04/for-each-loop-puzzle-in-java-example.html
Java 集合源码解析(1):Iterator的更多相关文章
- java集合 源码解析 学习手册
学习路线: http://www.cnblogs.com/skywang12345/ 总结 1 总体框架 2 Collection架构 3 ArrayList详细介绍(源码解析)和使用示例 4 fai ...
- Java 集合源码解析(2):ListIterator
点击查看 Java 集合框架深入理解 系列, - ( ゜- ゜)つロ 乾杯~ 今天心情和股票一样红,还是学学 ListIterator 吧! ListIterator 根据官方文档介绍, ListIt ...
- java集合源码分析几篇文章
java集合源码解析https://blog.csdn.net/ns_code/article/category/2362915
- Java集合源码分析(三)LinkedList
LinkedList简介 LinkedList是基于双向循环链表(从源码中可以很容易看出)实现的,除了可以当做链表来操作外,它还可以当做栈.队列和双端队列来使用. LinkedList同样是非线程安全 ...
- 【转】Java HashMap 源码解析(好文章)
.fluid-width-video-wrapper { width: 100%; position: relative; padding: 0; } .fluid-width-video-wra ...
- Java集合源码学习(一)集合框架概览
>>集合框架 Java集合框架包含了大部分Java开发中用到的数据结构,主要包括List列表.Set集合.Map映射.迭代器(Iterator.Enumeration).工具类(Array ...
- Java集合类源码解析:Vector
[学习笔记]转载 Java集合类源码解析:Vector 引言 之前的文章我们学习了一个集合类 ArrayList,今天讲它的一个兄弟 Vector.为什么说是它兄弟呢?因为从容器的构造来说,Vec ...
- Java——LinkedHashMap源码解析
以下针对JDK 1.8版本中的LinkedHashMap进行分析. 对于HashMap的源码解析,可阅读Java--HashMap源码解析 概述 哈希表和链表基于Map接口的实现,其具有可预测的迭 ...
- java集合源码分析(三):ArrayList
概述 在前文:java集合源码分析(二):List与AbstractList 和 java集合源码分析(一):Collection 与 AbstractCollection 中,我们大致了解了从 Co ...
随机推荐
- 张艾迪(创始人):发明整个世界+224C个国家
Eidyzhang:发明整个世界+224C个国家 Eidyzhang: Genius.Founder.CEO.23 I 世界级最高级创始人.世界最高级FounderCEO 出生在亚洲中国.Eidyzh ...
- Java 迭代器理解
1.Iterator(迭代器) 作为一种设计模式,迭代器可以用于遍历一个对象,对于这个对象的底层结构不必去了解. java中的Iterator一般称为“轻量级”对象,创建它的代价是比较小的.这里笔者不 ...
- Notepad++ 配置java编译环境
仅限于学习java或小的java程序使用.正常写代码还是eclipse吧 ---------------------分割线----------------------------- 1.配置JDK环境 ...
- EF 7 Code First
加载方式三种 1. Eager Loading 2. Lazy Loading 3.Explicit Loading 使用EF在与关系型数据库的交互中不可避免地需要加载数据,如何加载数据变得至关重要. ...
- PDF 补丁丁 0.4.1.804 测试版发布:合并文件夹的图片和PDF文件,自由生成多层次书签
新的测试版增强了合并文件的功能,可以合并文件夹内的图片和PDF文件,还可以在合并文件列表上直接指定与合并文件对应的PDF书签标题.通过拖放文件项目生成多层次的PDF书签.如下图所示: 另外,新的测试版 ...
- RHEL 5 安装phpqrcode生成二维码
VMWARE中全新安装(默认)RHEL. 之后,yum 安装备apache/php 下载并上传phpqrcode 1.1.4版本,并将其解压至/var/www/html/phpqrcode (去掉ip ...
- 大过年的,不下班的,上个Android文件操作类(内部存储和sd卡均可)
package com.kkdiangame.UI.res; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.File; import jav ...
- 二模 (10)day1
第一题: 题目描述: 一个阅览室每天都要接待大批读者.阅览室开门时间是0,关门时间是T.每位读者的到达时间都不一样,并且想要阅读的刊物不超过5本.每位读者心里对自己想看的刊物都有一个排位,到达之后他会 ...
- Dictionary解析json,里面的数组放进list,并绑定到DataGridView指定列
Dictionary解析json,1.根据json建立相应的实体类,json里面的数组形式放进list集合2.取list中的数据,将相应的数据绑定到DataGridView,如下:循环(动态添加一行数 ...
- Drag+Drop和MouseClick
项目中的一个树形结节,既要响应拖拽事件.又要响应点击事件.实现的时候没多想,依次实现了tree_MouseClick.tree_MouseDown.tree_MouseMove事件.出现的Bug是,偶 ...