[java学习笔记]Iterator和Iterable接口

本文详细探讨了Java中Iterator和Iterable接口的区别与联系,包括它们的定义、实现方式及调用方法,帮助读者理解这两种迭代器接口的工作原理。

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    Iterator和Iterable都是java的迭代器接口,二者既有区别又有联系,下面从接口定义,实现和方法调用三方面分析两接口的关系和使用方法。

1.接口定义

1.1 Iterable

    Iterable包含在java.lang中,使用时不需要import,其定义如下

public interface Iterable<Item>{
    Iterator<Item> iterator();
}

    可以看出Iterable接口提供了iterator方法(注意大小写,和Iterator接口不同),该方法返回的是一个Iterator接口。这里需要说明的是方法是可以返回接口的,但在实际调用该方法时,真正返回的是实现这一接口的某个类的实例(后面会有举例说明)。


1.2 Iterator

    既然Iterable返回的是Iterator接口,那我们就来看看Iterator的定义。与Iterable不同的是,Iterator是包含在java.util.Iterator类中,因此使用时需要先import下

public interface Iterator<Item>{
   boolean hasnext();  #判断集合体是否到头
   Item next();        #返回下一项的值
   void remove();      #删除某项,本文不予讨论
}

    Iterator看着就比Iterable正常多了,三个方法都很好理解。


2.接口实现

    下面以stack为例,解释如何在一个新的collection中实现这两个接口。
import java.util.Iterator;
public class ArrayStack<Item> implements Iterable<Item>{
    private Item[] a = (Item[]) new Object[100];
    private int N = 0;
    public void push(Item item){}
    public Item pop(){}
    
    public Iterator<Item> iterator(){
        return new ArrayIterator();
    }
    private class ArrayIterator implements Iterator<Item>{
        private int i = 0;
        public boolean hasNext() {return i < N;}
        public Item next() {return a[i++];}
        public void remove() {}
    }
}

    需要注意的是,stack实现的是Iterable接口,并通过Iterable中的iterator方法(还是注意区分大小写),返回一个ArrayIterator类的对象,而ArrayIterator正是实现了Iterator方法的一个类,这就是前面说的方法返回接口,实际上是返回了一个实现了该接口的类的实例。这里可能会有人问,为什么一定要先实现Iterable接口,而不直接实现Iterator接口呢,这样多写一个内部类不是很麻烦吗? 
      其实理解起来也很容易,在网上看到一段解释说的很明白:

     因为Iterator接口的核心方法next()或者hasNext() 是依赖于迭代器的当前迭代位置的。 如果Collection直接实现Iterator接口,势必导致集合对象中包含当前迭代位置的数据(指针)。 当集合在不同方法间被传递时,由于当前迭代位置不可预置,那么next()方法的结果会变成不可预知。 除非再为Iterator接口添加一个reset()方法,用来重置当前迭代位置。 但即使这样,Collection也只能同时存在一个当前迭代位置。 而Iterable则不然,每次调用都会返回一个从头开始计数的迭代器。 多个迭代器是互不干扰的。 

     出处:点击打开链接


3.接口方法调用

    Iterator调用的例子在网上就太多了,为了文章概念的完整性,这里仅列出最简单的两种调用。
ArrayStack<String> as = new ArrayStack<String>();
Iterator<String> i = as.iterator();
while(i.hasNext()){
    String s = i.next();
    StdOut.println(s);
}
上面是标准的调用Iterator进行遍历输出的例子,第二行代码可能会带来一些误解,看上去好像接口被实例化了,其实不然。我们知道接口是不能被实例化的,和上面方法返回接口类似,这里的“接口实例化”的其实是一个实现了这个接口的类的对象,换句话讲第二行等同于 
Iterator<String> i = new ArrayIterator();
     只不过ArrayIterator是一个内部的私有类,我们不能直接调用它,需要用iterator方法来完成这一过程。 

    除了上面的标准写法,还有一种简练的foreach语句,也就是某些人说的增强for语句:

for(String s: as){
    StdOut.println(s);
}

   p.s. 可以,这很python

<think>好的,我需要回答用户关于JavaIteratorIterable接口区别的问题。首先,我得回忆这两个接口的基本定义用途。根据提供的引用资料,Iterable接口有一个iterator()方法,返回Iterator实例。而Iterator接口则定义了hasNext()next()remove()方法,用于遍历集合。 接下来,用户想知道两者的区别以及为什么Java要这样设计。我需要解释设计上的考虑,比如Iterable允许集合支持多种遍历方式,通过不同的Iterator实现类来实现,比如LinkedList的ListItrDescendingIterator。同时,分开这两个接口可以更灵活,符合单一职责原则。 然后,要比较它们的用法差异。例如,Iterable让集合可以使用for-each循环,而Iterator需要显式地使用hasNext()next()方法。还要提到在什么情况下使用哪种接口,比如需要移除元素时只能用Iterator的remove()方法。 另外,用户可能对为什么不让集合直接实现Iterator接口有疑问。根据引用34,主要是因为一个集合可能有多种遍历方式,每个遍历需要不同的Iterator实例,保持遍历状态独立。如果集合自己实现Iterator,会导致状态混乱,无法同时进行多个遍历。 需要确保回答结构清晰,分点说明区别、设计原因用法示例。同时,要引用提供的资料,比如引用4中提到的LinkedList的例子,以及后缀语法上的区别。最后生成相关问题,帮助用户进一步学习。 检查是否遵循了系统级指令:数学公式没问题,这里不需要。代码块用正确格式,用户问题中的代码示例已经给出。使用中文,结构清晰。引用资料在末尾标注,例如[^4]。然后生成相关问题,放在最后。</think>### JavaIteratorIterable接口的区别及用法 #### 1. **接口定义与核心功能** - **Iterable** 定义在`java.lang`包中,仅包含一个方法: ```java public interface Iterable<T> { Iterator<T> iterator(); } ``` 实现此接口的类(如集合类)可通过`iterator()`方法返回一个**Iterator实例**,支持迭代操作。同时,它允许对象使用增强型`for-each`循环[^1][^4]。 - **Iterator** 定义在`java.util`包中,提供遍历集合的核心方法: ```java public interface Iterator<E> { boolean hasNext(); E next(); default void remove() { /*...*/ } } ``` 它负责具体的遍历逻辑(如顺序、逆序)状态管理(如当前元素位置)[^2]。 --- #### 2. **设计区别与原因** - **职责分离** - **Iterable**:表示“可迭代的”,强调集合支持遍历的能力。 - **Iterator**:表示“迭代器”,定义具体的遍历方式。 这种分离使得一个集合可以支持**多种遍历方式**。例如,`LinkedList`可提供正向遍历的`ListItr`逆向遍历的`DescendingIterator`两种迭代器。 - **状态独立性** 每次调用`iterator()`会生成新的迭代器实例,保证不同遍历操作的状态互不干扰。若集合直接实现`Iterator`,则多个遍历会共享状态,导致逻辑混乱[^3]。 --- #### 3. **用法对比** - **Iterable的典型用法** 通过`for-each`循环隐式调用迭代器: ```java List<String> list = new ArrayList<>(); for (String s : list) { // 底层调用list.iterator() System.out.println(s); } ``` - **Iterator的显式操作** 直接控制遍历过程,适用于需要动态修改集合的场景(如删除元素): ```java Iterator<String> it = list.iterator(); while (it.hasNext()) { String s = it.next(); if (s.isEmpty()) { it.remove(); // 安全删除当前元素 } } ``` [^2] --- #### 4. **关键区别总结** | 特性 | Iterable | Iterator | |---------------------|-------------------------------|------------------------------| | **接口目标** | 声明集合可被迭代 | 定义具体遍历逻辑 | | **方法功能** | 生成迭代器实例 | 实现遍历、状态管理 | | **设计目的** | 支持多种遍历方式 | 提供单一遍历逻辑 | | **与集合的关系** | 集合直接实现 | 通过Iterable间接获取 | ---
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