迭代器笔试题，居然难倒很多人-迭代器操作

有位小朋友最近正在为年后换工作做准备，但是遇到一个问题，觉得很不可思议的一道笔试题。然后我把这道题发到技术群里，发现很多人居然不知道，很多都是连蒙带猜的说。感觉很有必要写一篇文章来说道说道。

奇怪的笔试题阅读下面这段代码，请写出这段代码的输出内容：

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Iterator; 
import java.util.*; 
 
public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
 
        List<String> list = 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"); 
    } 
}

他写出来的答案是：

1 
3 
4

奇怪的是，你把这道题目发给你身边人，让他们回答这道面试题输出结果是什么，说这个结果的人非常多。不行你试试。

答案明显不对，因为在第一个while里的 iterator.hasNext()==false后才会到第二个while里来，同一个Iterator对象，前面调一次iterator.hasNext()==false，再判断一次结果不还是一样吗?，

所以第二个while判断为false，也就不会再去遍历iterator了，由此可知本体答案是：4。

下面我们来分析一下为什么是具体底层是怎么实现的。

这里的Iterator是什么?

迭代器是一种模式、详细可见其设计模式，可以使得序列类型的数据结构的遍历行为与被遍历的对象分离，即我们无需关心该序列的底层结构是什么样子的。只要拿到这个对象,使用迭代器就可以遍历这个对象的内部
Iterable 实现这个接口的集合对象支持迭代，是可以迭代的。实现了这个可以配合foreach使用~
Iterator 迭代器，提供迭代机制的对象，具体如何迭代是这个Iterator接口规范的。

Iterator说明

public interface Iterator<E> {  
    //每次next之前，先调用此方法探测是否迭代到终点 
    boolean hasNext(); 
    //返回当前迭代元素 ，同时，迭代游标后移 
    E next();  
    /*删除最近一次已近迭代出出去的那个元素。 
     只有当next执行完后，才能调用remove函数。 
     比如你要删除第一个元素，不能直接调用 remove()   而要先next一下( ); 
     在没有先调用next 就调用remove方法是会抛出异常的。 
     这个和MySQL中的ResultSet很类似 
    */ 
    default void remove() { 
        throw new UnsupportedOperationException("remove"); 
    }  
    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) { 
        Objects.requireNonNull(action); 
        while (hasNext()) 
            action.accept(next()); 
    } 
}

这里的实现类是ArrayList的内部类Itr。

private class Itr implements Iterator<E> { 
        int cursor;       // index of next element to return 
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such 
        //modCountshi ArrayList中的属性，当添加或删除的时候moCount值会增加或者减少 
        //这里主要是给fail-fast使用，避免一遍在遍历，一遍正在修改导致数据出错 
        //此列表在结构上被修改的次数。结构修改是指改变结构尺寸的修改列表， 
        //或者以这样的方式对其进行扰动,进步可能会产生错误的结果。 
        int expectedModCount = modCount; 
         
        public boolean hasNext() { 
            //cursor初始值为0，没掉一次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中的数组赋给elementData 
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; 
            if (i >= elementData.length) 
                throw new ConcurrentModificationException(); 
            //每调用一次next方法，游标就加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 { 
                //调用ArrayList中remove方法，溢出该元素 
                ArrayList.this.remove(lastRet); 
                //cursor=lastRet+1， 
                //所以此时相当于cursor=cursor-1 
                cursor = lastRet; 
                lastRet = -1; 
                expectedModCount = modCount; 
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { 
                throw new ConcurrentModificationException(); 
            } 
        } 
        final void checkForComodification() { 
            if (modCount != expectedModCount) 
                throw new ConcurrentModificationException(); 
        } 
}

再回到上面题目中：

第一个iterator.hasNext()

第1次循环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"。

第2次循环

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"给删除了，所以size==2。

第3次循环

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

第4次循环

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

第二个iterator.hasNext()

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

所以，最后只输出"4"，即答案为4.

Iterator与泛型搭配

Iterator对集合类中的任何一个实现类，都可以返回这样一个Iterator对象。可以适用于任何一个类。
因为集合类(List和Set等)可以装入的对象的类型是不确定的,从集合中取出时都是Object类型,用时都需要进行强制转化,这样会很麻烦,用上泛型,就是提前告诉集合确定要装入集合的类型,这样就可以直接使用而不用显示类型转换.非常方便.

foreach和Iterator的关系

for each以用来处理集合中的每个元素而不用考虑集合定下标。就是为了让用Iterator简单。但是删除的时候，区别就是在remove，循环中调用集合remove会导致原集合变化导致错误，而应该用迭代器的remove方法。

使用for循环还是迭代器Iterator对比

采用ArrayList对随机访问比较快，而for循环中的get()方法，采用的即是随机访问的方法，因此在ArrayList里，for循环较快
采用LinkedList则是顺序访问比较快，iterator中的next()方法，采用的即是顺序访问的方法，因此在LinkedList里，使用iterator较快
从数据结构角度分析,for循环适合访问顺序结构,可以根据下标快速获取指定元素.而Iterator 适合访问链式结构,因为迭代器是通过next()和Pre()来定位的.可以访问没有顺序的集合.
而使用 Iterator 的好处在于可以使用相同方式去遍历集合中元素，而不用考虑集合类的内部实现(只要它实现了 java.lang.Iterable 接口)，如果使用 Iterator 来遍历集合中元素，一旦不再使用 List 转而使用 Set 来组织数据，那遍历元素的代码不用做任何修改，如果使用 for 来遍历，那所有遍历此集合的算法都得做相应调整,因为List有序,Set无序,结构不同,他们的访问算法也不一样.(还是说明了一点遍历和集合本身分离了)。

总结

迭代出来的元素都是原来集合元素的拷贝。
Java集合中保存的元素实质是对象的引用，而非对象本身。
迭代出的对象也是引用的拷贝，结果还是引用。那么如果集合中保存的元素是可变类型的，那么可以通过迭代出的元素修改原集合中的对象。

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