ListIterator

根据官方文档介绍, ListIterator 有以下功能：

  1. 允许我们向前、向后两个方向遍历 List;
  2. 在遍历时修改 List 的元素；
  3. 遍历时获取迭代器当前游标所在位置。

注意，迭代器 没有当前所在元素一说，它只有一个游标( cursor )的概念，这个游标总是在元素之间，比如这样:

初始时它在第 0 个元素之前，调用 next() 游标后移一位：

调用 previous() 游标就会回到之前位置。当向后遍历完元素，游标就会在元素 N 的后面：

也就是说长度为 N 的集合会有 N+1 个游标的位置。

ListIterator 继承自 Iterator 接口（关于 Iterator 的介绍 请点这里），在 Iterator 的基础上增加了 6 个方法：

介绍一下新来的几个方法：

  • void hasPrevious()

    • 判断游标前面是否有元素;
  • Object previous() 
    • 返回游标前面的元素，同时游标前移一位。游标前没有元素就报 java.util.NoSuchElementException 的错，所以使用前最好判断一下;
  • int nextIndex() 
    • 返回游标后边元素的索引位置，初始为 0 ；遍历 N 个元素结束时为 N;
  • int previousIndex() 
    • 返回游标前面元素的位置，初始时为 -1，同时报 java.util.NoSuchElementException 错;
  • void add(E) 
    • 在游标 前面 插入一个元素
    • 注意，是前面
  • void set(E) 
    • 更新迭代器最后一次操作的元素为 E，也就是更新最后一次调用 next() 或者 previous() 返回的元素。
    • 注意，当没有迭代，也就是没有调用 next() 或者 previous() 直接调用 set 时会报 java.lang.IllegalStateException 错;
  • void remove() 
    • 删除迭代器最后一次操作的元素，注意事项和 set 一样。

ListIterator 有两种获取方式

  • List.listIterator()
  • List.listIterator(int location)

区别在于第二种可以指定 游标的所在位置。

ListIterator 的具体实现？

AbstractList 作为 List 的直接子类，里面实现了 listIterator() 方法，并且有两个内部迭代器实现类：SimpleListIterator，FullListIterator：

listIterator() 返回的是 FullListIterator()：

FullListIterator 继承了 SimpleListIterator, SimpleListIterator 实现了 Iterator 接口：

private class SimpleListIterator implements Iterator<E> {//游标的位置，初始为 -1int pos = -1;//用来判断是否 fail-fast 的变量int expectedModCount;//记录上次迭代的位置int lastPosition = -1;SimpleListIterator() {expectedModCount = modCount;}//当游标没有跑到最后一个元素后面时 hasNext 返回 truepublic boolean hasNext() {return pos + 1 < size();}//获取下一个元素public E next() {if (expectedModCount == modCount) {try {//获取游标后面的元素，具体子类有具体实现E result = get(pos + 1);//更新lastPosition = ++pos;return result;} catch (IndexOutOfBoundsException e) {throw new NoSuchElementException();}}//当迭代时修改元素，就会报这个错，上篇文章介绍过解决办法~throw new ConcurrentModificationException();}//删除上次迭代操作的元素public void remove() {//还没进行迭代操作就会报这个错if (this.lastPosition == -1) {throw new IllegalStateException();}if (expectedModCount != modCount) {throw new ConcurrentModificationException();}try {//调用子类实现的删除操作AbstractList.this.remove(lastPosition);} catch (IndexOutOfBoundsException e) {throw new ConcurrentModificationException();}expectedModCount = modCount;if (pos == lastPosition) {pos--;}//每次删除后都会还原为 -1，也就是说我们迭代一次后只能 remove 一次，再 remove 就会报错lastPosition = -1;}
}

了解了 SimpleListIterator 后我们看下 FullListIterator 的具体实现：

private final class FullListIterator extends SimpleListIterator implements ListIterator<E> {//根据 start 指定游标位置FullListIterator(int start) {if (start >= 0 && start <= size()) {pos = start - 1;} else {throw new IndexOutOfBoundsException();}}//在游标前面添加元素public void add(E object) {if (expectedModCount == modCount) {try {//调用子类的添加操作，ArrayList, LinkedList,Vector 的添加操作实现有所不同AbstractList.this.add(pos + 1, object);} catch (IndexOutOfBoundsException e) {throw new NoSuchElementException();}//游标后移一位pos++;//!注意！ 添加后 上次迭代位置又变回 -1 了，说明 add 后调用 remove, set 会有问题！lastPosition = -1;if (modCount != expectedModCount) {expectedModCount = modCount;}} else {throw new ConcurrentModificationException();}}//当游标不在初始位置（-1）时返回truepublic boolean hasPrevious() {return pos >= 0;}//游标后面的元素索引，就是游标 +1public int nextIndex() {return pos + 1;}//游标前面一个元素public E previous() {if (expectedModCount == modCount) {try {E result = get(pos);lastPosition = pos;pos--;return result;} catch (IndexOutOfBoundsException e) {throw new NoSuchElementException();}}throw new ConcurrentModificationException();}//游标前面元素的索引，就是游标的位置,有点晕的看开头那几张图public int previousIndex() {return pos;}//更新之前迭代的元素为 objectpublic void set(E object) {if (expectedModCount == modCount) {try {//调用子类的setAbstractList.this.set(lastPosition, object);} catch (IndexOutOfBoundsException e) {throw new IllegalStateException();}} else {throw new ConcurrentModificationException();}}
}

可以看到 SimpleListIterator 的主要操作最后都交给子类来实现，List 的子类 ArrayList, LinkedList, Vector 由于底层实现原理不同（数组，双向链表），具体操作类实现有所不同。

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