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文章导读

Java集合框架怎样利用Iterator遍历集合元素_Java集合框架迭代器的正确使用技巧


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站长 2025年8月11日 11

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。

Java集合框架怎样利用Iterator遍历集合元素_Java集合框架迭代器的正确使用技巧

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()

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

HashSet

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

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); }

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)

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”。

Iterator

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

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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