原理

迭代器模式（Iterator Design Pattern），也叫作游标模式（Cursor Design Pattern）。它是用来遍历集合对象的。这里说的“集合对象”也可以叫做“容器”、“聚合对象”，实际上就是包含一组对象的对象，比如数组、链表、树、图、调表等。迭代器模式将集合对象的遍历操作从集合类中拆分出来，放到迭代器类中，让两者的职责更加单一。

迭代器是用来遍历容器的，所以，一个完整的迭代器模式一般会涉及容器和容器迭代器两部分内容。为了达到基于接口而非实现编程的目的，容器又包含容器接口、容器实现类，迭代器又包含迭代器接口、迭代器实现类。

例子

我们知道，线性数据结构包括数组和链表，在大部分编程语言中都有对应的类来封装这两种数据结构，在开发中直接拿来用就可以了。假设在这种新的编程语言中，这两个数据结构分别对应 ArrayList 和 LinkedList 两个类。除此之外，我们从两个类中抽象出公共的接口，定义为 List 接口，以方便开发者基于接口而非实现编程，编写的代码能在两种数据存储结构之间灵活切换。

现在，我们针对 ArrayList 线性容器，设计实现对应的迭代器。按照之前给出的迭代器模式的类图，我们定义一个迭代器接口 Iterator，以及针对两种容器的具体的迭代器实现类 ArrayIterator 和 ListIterator。我们先来看下 Iterator 接口的定义。具体的代码如下所示：

// 接口定义方式一
public interface Iterator<E> {
	boolean hasNext();
	void next();
	E currentItem();
}

// 接口定义方式二
public interface Iterator<E> {
	boolean hasNext();
	E next();
}

terator 接口有两种定义方式。

• 在第一种定义中，next() 函数用来将游标后移一位元素，currentItem() 函数用来返回当前游标指向的元素。
• 在第二种定义中，返回当前元素与后移一位这两个操作，要放到同一个函数 next() 中完成。

第一种定义方式更加灵活一些，比如我们可以多次调用 currentItem() 查询当前元素，而不移动游标。所以，在接下来的实现中，我们选择第一种接口定义方式。

现在，我们再来看下 ArrayIterator 的代码实现，具体如下所示。

public class ArrayIterator<E> implements Iterator<E> {
	private int cursor;
	private ArrayList<E> arrayList;
	
	public ArrayIterator(ArrayList<E> arrayList) {
		this.cursor = 0;
		this.arrayList = arrayList;
	}

	@Override
	public boolean hasNext() {
		return cursor != arrayList.size(); //注意这里，cursor在指向最后一个元素的时候，ha
	}

	@Override
	public void next() {
		cursor++;
	}

	@Override
	public E currentItem() {
		if (cursor >= arrayList.size()) {
			throw new NoSuchElementException();
		}
		return arrayList.get(cursor);
	}
}
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList<String> names = new ArrayList<>();
		names.add("xzg");
		names.add("wang");
		names.add("zheng");
		Iterator<String> iterator = new ArrayIterator(names);
		while (iterator.hasNext()) {
			System.out.println(iterator.currentItem());
			iterator.next();
		}
	}
}

在上面的代码实现中，我们需要将待遍历的容器对象，通过构造函数传递给迭代器类。实际上，为了封装迭代器的创建细节，我们可以在容器中定义一个 iterator() 方法，来创建对应的迭代器。为了能实现基于接口而非实现编程，我们还需要将这个方法定义在 List 接口中。具体的代码实现和使用示例如下所示：

public interface List<E> {
	Iterator iterator();
	//...省略其他接口函数...
}
public class ArrayList<E> implements List<E> {
	//...
	public Iterator iterator() {
		return new ArrayIterator(this);
	}
	//...省略其他代码
}
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> names = new ArrayList<>();
		names.add("xzg");
		names.add("wang");
		names.add("zheng");
		Iterator<String> iterator = names.iterator();
		while (iterator.hasNext()) {
			System.out.println(iterator.currentItem());
			iterator.next();
		}
	}
}

结合刚刚的例子，我们来总结一下迭代器的设计思路。总结下来就三句话：迭代器中需要定义 hasNext()、currentItem()、next() 三个最基本的方法。待遍历的容器对象通过依赖注入传递到迭代器类中。容器通过 iterator() 方法来创建迭代器。

相比直接遍历集合数据，使用迭代器有哪些优势

一般来讲，遍历集合数据有三种方法：for 循环、foreach 循环、iterator 迭代器。

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("xzg");
names.add("wang");
names.add("zheng");
// 第一种遍历方式：for循环
for (int i = 0; i < names.size(); i++) {
	System.out.print(names.get(i) + ",");
}
// 第二种遍历方式：foreach循环
for (String name : names) {
	System.out.print(name + ",")
}
// 第三种遍历方式：迭代器遍历
Iterator<String> iterator = names.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
	System.out.print(iterator.next() + ",");//Java中的迭代器接口是第二种定义方式，next
}

实际上，foreach 循环只是一个语法糖而已，底层是基于迭代器来实现的。也就是说，上面代码中的第二种遍历方式（foreach 循环代码）的底层实现，就是第三种遍历方式（迭代器遍历代码）。这两种遍历方式可以看作同一种遍历方式，也就是迭代器遍历方式。

从上面的代码来看，for 循环遍历方式比起迭代器遍历方式，代码看起来更加简洁。那我们为什么还要用迭代器来遍历容器呢？为什么还要给容器设计对应的迭代器呢？原因有以下三个。

• 首先，对于类似数组和链表这样的数据结构，遍历方式比较简单，直接使用for循环来遍历就足够了。但是，对于复杂的数据结构（比如树、图来说），有各种复杂的遍历方式。比如，树有前中后序、按层遍历、图有深度优先、广度优先遍历等等。如果由客户端代码来实现这些遍历算法，势必会增加开发成本，而且容易写错。如果将这部分遍历的逻辑写到容器中，也会导致容器类代码的复杂性。
• 我们知道，应对复杂性的方法就是拆分。我们可以将遍历操作拆分到迭代器类中，比如，针对图的遍历，我们就可以定义DFSIterator、BFSIterator两个迭代器类，让他们分别来实现深度优先遍历和广度优先遍历
• 其次，将游标指向的当前位置等信息，存储在迭代器中，每个迭代器独享游标信息。这样，我们就可以创建多个不同的迭代器，同时对同一个容器遍历而不互相影响
• 最后，容器和迭代器都提供了抽象的接口，方便我们在开发的时候，基于接口而非具体的实现编程。当需要切换新的遍历算法的时候，比如，从前往后遍历链表切换成从后往前遍历链表，客户端代码只需要将迭代器类从 LinkedIterator 切换为 ReversedLinkedIterator 即可，其他代码都不需要修改。除此之外，添加新的遍历算法，我们只需要扩展新的迭代器类，也更符合开闭原则

遍历集合的同时，为什么不能增删集合元素？

在遍历的同时增删集合元素会发生什么？

在通过迭代器来遍历集合元素的同时，增加或者删除集合中的元素，有可能会导致某个元素被重复遍历或者遍历不到。不过，并不是所有情况下都会遍历出错，有的时候也可以正常遍历，所以，这种行为称为结果不可预期行为或者未决行为，也就是说，运行结果到底是对还是错，要看情况。

怎么理解呢？举个例子

public interface Iterator<E> {
	boolean hasNext();
	void next();
	E currentItem();
}

public class ArrayIterator<E> implements Iterator<E> {
	private int cursor;
	private ArrayList<E> arrayList;
	
	public ArrayIterator(ArrayList<E> arrayList) {
		this.cursor = 0;
		this.arrayList = arrayList;
	}
	
	@Override
	public boolean hasNext() {
		return cursor < arrayList.size();
	}
	
	@Override
	public void next() {
		cursor++;
	}
	
	@Override
	public E currentItem() {
		if (cursor >= arrayList.size()) {
			throw new NoSuchElementException();
		}
		return arrayList.get(cursor);
	}
}


public interface List<E> {
	Iterator iterator();
}
public class ArrayList<E> implements List<E> {
	//...
	public Iterator iterator() {
		return new ArrayIterator(this);
	}
	//...
}

public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> names = new ArrayList<>();
		names.add("a");
		names.add("b");
		names.add("c");
		names.add("d");
		Iterator<String> iterator = names.iterator();
		iterator.next();
		names.remove("a");
	}
}

我们知道，ArrayList 底层对应的是数组这种数据结构，在执行完第 55 行代码（Iterator<String> iterator = names.iterator();）的时候，数组中存储的是 a、b、c、d 四个元素，迭代器的游标 cursor 指向元素 a。当执行完第 56行代码(iterator.next();)的时候，游标指向元素 b，到这里都没有问题。

为了保持数组存储数据的连续性，数组的删除操作会涉及到元素的搬移。当执行到第57行代码(names.remove("a");)的时候，我们从数组中将元素a删除掉，b、c、d三个元素会依次往前搬移一位，这就会导致游标本来指向元素b，现在变成了指向元素c。原本在执行完第 56 行代码之后，我们还可以遍历到 b、c、d 三个元素，但在执行完第 57 行代码之后，我们只能遍历到 c、d 两个元素，b 遍历不到了。

也就是说，在遍历的过程中删除集合元素，有可能会导致某个元素遍历不到，那在遍历的过程中添加集合元素，会发生什么情况呢？还是结合刚刚那个例子来讲解，我们将上面的代码稍微改造一下，把删除元素改为添加元素。具体的代码如下所示：

public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> names = new ArrayList<>();
		names.add("a");
		names.add("b");
		names.add("c");
		names.add("d");
		Iterator<String> iterator = names.iterator();
		iterator.next();
		names.add(0, "x");
	}
}

在执行完第 10 行代码之后，数组中包含 a、b、c、d 四个元素，游标指向 b 这个元素，已经跳过了元素 a。在执行完第 11 行代码之后，我们将 x 插入到下标为 0 的位置，a、b、c、d 四个元素依次往后移动一位。这个时候，游标又重新指向了元素 a。元素 a 被游标重复指向两次，也就是说，元素 a 存在被重复遍历的情况。

如何应对遍历时改变集合导致的未决行为？

当通过迭代器来遍历集合的时候，增加、删除集合元素会导致不可预期的遍历结果。实际上，“不可预期”比直接出错更加可怕，有的时候运行正确，有的时候运行错误误，一些隐藏很深、很难 debug 的 bug 就是这么产生的。那我们如何才能避免出现这种不可预期的运行结果呢？

有两种比较干干脆的解决方案：

• 一种是遍历的时候不允许增删元素
• 一种是增删元素之后让遍历报错。

实际上，第一种解决方案比较难以实现，我们要确定遍历开始和结束的时间点。遍历开始的时间节点我们很容易获得。我们可以把创建迭代器的时间点作为遍历开始的时间点。但是，遍历结束的时间点该如何来确定呢？

那是不是遍历到最后一个元素的时候就算结束呗。但是，在实际的软件开发中，每次使用迭代器来遍历元素，并不一定非要把所有元素都遍历一遍。如下所示，我们找到一个值为b 的元素就提前结束了遍历。

public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> names = new ArrayList<>();
		names.add("a");
		names.add("b");
		names.add("c");
		names.add("d");
		Iterator<String> iterator = names.iterator();
		while (iterator.hasNext()) {
			String name = iterator.currentItem();
			if (name.equals("b")) {
				break;
			}
		}
	}
}

那可不可以在迭代器类中定义一个新的接口 finishIteration()，主动告知容器迭代器使用完了，你可以增删元素了，示例代码如下所示。但是，这就要求程序员在使用完迭代器之后要主动调用这个函数，也增加了开发成本，还很容易漏掉。

public class Demo {
	  public static void main(String[] args) {
			List<String> names = new ArrayList<>();
			names.add("a");
			names.add("b");
			names.add("c");
			names.add("d");
			Iterator<String> iterator = names.iterator();
			while (iterator.hasNext()) {
				String name = iterator.currentItem();
				if (name.equals("b")) {
					iterator.finishIteration();//主动告知容器这个迭代器用完了
					break;
				}
			}
	 }
}

所以，第二种解决方案更加合理。Java就是采用这种解决方案，增删元素之后，让遍历报错。

• 那怎么确定遍历时候，集合有没有增删元素呢？我们在ArrayLit中定义一个成员遍历modCount，记录集合被修改的次数，集合每调用依次增加或删除元素的函数，就会给modCount加1。当通过调用集合上的 iterator() 函数来创建迭代器的时候，我们把modCount 值传递给迭代器的 expectedModCount 成员变量，之后每次调用迭代器上的hasNext()、next()、currentItem() 函数，我们都会检查集合上的 modCount 是否等于expectedModCount，也就是看，在创建完迭代器之后，modCount 是否改变过。
• 如果两个值不相同，那就说明集合存储的元素已经改变了，要么增加了元素，要么删除了元素，之前创建的迭代器已经不能正确运行了，再继续使用就会产生不可预期的结果，所以我们选择 fail-fast 解决方式，抛出运行时异常，结束掉程序，让程序员尽快修复这个因为不正确使用迭代器而产生的 bug。

public class ArrayIterator implements Iterator {
	private int cursor;
	private ArrayList arrayList;
	private int expectedModCount;
	
	public ArrayIterator(ArrayList arrayList) {
		this.cursor = 0;
		this.arrayList = arrayList;
		this.expectedModCount = arrayList.modCount;
	}
	
	@Override
	public boolean hasNext() {
		checkForComodification();
		return cursor < arrayList.size();
	}
	
	@Override
	public void next() {
		checkForComodification();
		cursor++;
	}
	
	@Override
	public Object currentItem() {
		checkForComodification();
		return arrayList.get(cursor);
	}
	
	private void checkForComodification() {
		if (arrayList.modCount != expectedModCount)
			throw new ConcurrentModificationException();
	}
}

//代码示例
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> names = new ArrayList<>();
		names.add("a");
		names.add("b");
		names.add("c");
		names.add("d");
		Iterator<String> iterator = names.iterator();
		iterator.next();
		names.remove("a");
		iterator.next();//抛出ConcurrentModificationException异常
	}
}

如何在遍历的同时安全的删除集合元素

像 Java 语言，迭代器类中除了前面提到的几个最基本的方法之外，还定义了一个remove() 方法，能够在遍历集合的同时，安全地删除集合中的元素。不过，需要说明的是，它并没有提供添加元素的方法。毕竟迭代器的主要作用是遍历，添加元素放到迭代器里本身就不合适。

个人觉得，Java 迭代器中提供的 remove() 方法还是比较鸡肋的，作用有限。它只能删除游标指向的前一个元素，而且一个 next() 函数之后，只能跟着最多一个 remove() 操作，多次调用 remove() 操作会报错。这里通过一个例子来解释一下。

public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> names = new ArrayList<>();
		names.add("a");
		names.add("b");
		names.add("c");
		names.add("d");
		Iterator<String> iterator = names.iterator();
		iterator.next();
		iterator.remove();
		iterator.remove(); //报错，抛出IllegalStateException异常
	}
}

现在，我们一块来看下，为什么通过迭代器就能安全的删除集合中的元素呢？源码之下无秘密。我们来看下 remove() 函数是如何实现的，代码如下所示。稍微提醒一下，在 Java 实现中，迭代器类是容器类的内部类，并且 next() 函数不仅将游标后移一位，还会返回当前的元素。

public class ArrayList<E> {
	transient Object[] elementData;
	private int size;
	public Iterator<E> iterator() {
	return new 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
	int expectedModCount = modCount;
	Itr() {}
	
	public boolean hasNext() {
		return cursor != size;
	}

	@SuppressWarnings("unchecked")
	public E next() {
		checkForComodification();
		int i = cursor;
		if (i >= size)
			throw new NoSuchElementException();
		Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
		if (i >= elementData.length)
			throw new ConcurrentModificationException();
		cursor = i + 1;
		return (E) elementData[lastRet = i];
	}

	public void remove() {
		if (lastRet < 0)
			throw new IllegalStateException();
			checkForComodification();
			try {
				ArrayList.this.remove(lastRet);
				cursor = lastRet;
				lastRet = -1;
				expectedModCount = modCount;
			} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
				throw new ConcurrentModificationException();
			}
		}
	}
}

在上面的代码实现中，迭代器类新增了一个 lastRet 成员变量，用来记录游标指向的前一个元素。通过迭代器去删除这个元素的时候，我们可以更新迭代器中的游标和 lastRet 值，来保证不会因为删除元素而导致某个元素遍历不到。如果通过容器来删除元素，并且希望更新迭代器中的游标值来保证遍历不出错，我们就要维护这个容器都创建了哪些迭代器，每个迭代器是否还在使用等信息，代码实现就变得比较复杂了。

如何设计实现一个支持“快照”功能的iterator？

分析

理解这个问题最关键的是理解“快照”两个字。所谓“快照”，指我们为容器创建迭代器的时候，相当于给容器拍了一张快照（Snapshot）。之后即便我们增删容器中的元素，快照中的元素并不会做相应的改动。而迭代器遍历的对象是快照而非容器，这样就避免了在使用迭代器遍历的过程中，增删容器中的元素，导致的不可预期的结果或者报错。

public ArrayList<E> implements List<E> {
	// TODO
	@Override
	public void add(E obj) {
	//TODO
	}
	
	@Override
	public void remove(E obj) {
	// TODO
	}
	
	@Override
	public Iterator<E> iterator() {
		return new SnapshotArrayIterator(this);
	}
}

public class SnapshotArrayIterator<E> implements Iterator<E> {
	// TODO
	@Override
	public boolean hasNext() {
	// TODO: 
	}
	
	@Override
	public E next() {//返回当前元素，并且游标后移一位
	// TODO: 
	}
}

解决方案一

最简单的方法是在迭代器类中定义一个成员变量snapshot来存储快照。每当创建迭代器的时候，都拷贝一份容器中的元素到快照中，后继的遍历都基于这个迭代器自己持有的快照来进行。具体的代码实现如下：

public class SnapshotArrayIterator<E> implements Iterator<E> {
	private int cursor;
	private ArrayList<E> snapshot;
	
	public SnapshotArrayIterator(ArrayList<E> arrayList) {
		this.cursor = 0;
		this.snapshot = new ArrayList<>();
		this.snapshot.addAll(arrayList);
	}
	@Override
	public boolean hasNext() {
		return cursor < snapshot.size();
	}
	@Override
	public E next() {
		E currentItem = snapshot.get(cursor);
		cursor++;
		return currentItem;
}
}

这个解决方案虽然简单，但代价也有点高。每次创建迭代器的时候，都要拷贝一份数据到快照中，会增加内存的消耗。如果一个容器同时有多个迭代器在遍历元素，就会导致数据在内存中重复存储多份。不过，Java 中的拷贝属于浅拷贝，也就是说，容器中的对象并非真的拷贝了多份，而只是拷贝了对象的引用而已。

那有没有什么方法，既可以支持快照，又不需要拷贝容器呢？

解决方案二

我们可以在容器中，为每个元素保存两个时间戳，一个是添加时间戳 addTimestamp，一个是删除时间戳 delTimestamp。当元素被加入到集合中的时候，我们将addTimestamp设置为当前时间，将delTimestamp设置成最大长整型值（Long.MAX_VALUE）。当元素被删除时，我们将 delTimestamp更新为当前时间，表示已经被删除。

注意，这里只是标记删除，并非真正删除。

同时，每个迭代器也保存一个迭代器创建时间戳snapshotTimestamp，也就是迭代器对应的快照的创建时间戳。当使用迭代器来遍历容器的时候，只有满足addTimestamp<snapshotTimestamp<delTimestamp的元素，才是属于这个迭代器的快照。

如果元素的 addTimestamp>snapshotTimestamp，说明元素在创建了迭代器之后才加入的，不属于这个迭代器的快照；如果元素的 delTimestamp<snapshotTimestamp，说明元素在创建迭代器之前就被删除掉了，也不属于这个迭代器的快照。

这样就在不拷贝容器的情况下，在容器本身上借助时间戳实现了快照功能。具体的代码实现如下所示。注意，我们没有考虑 ArrayList 的扩容问题：

public class ArrayList<E> implements List<E> {
	private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
	private int actualSize; //不包含标记删除元素
	private int totalSize; //包含标记删除元素
	private Object[] elements;
	private long[] addTimestamps;
	private long[] delTimestamps;
	
	public ArrayList() {
		this.elements = new Object[DEFAULT_CAPACITY];
		this.addTimestamps = new long[DEFAULT_CAPACITY];
		this.delTimestamps = new long[DEFAULT_CAPACITY];
		this.totalSize = 0;
		this.actualSize = 0;
	}
	
	@Override
	public void add(E obj) {
		elements[totalSize] = obj;
		addTimestamps[totalSize] = System.currentTimeMillis();
		delTimestamps[totalSize] = Long.MAX_VALUE;
		totalSize++;
		actualSize++;
	}
	
	@Override
	public void remove(E obj) {
		for (int i = 0; i < totalSize; ++i) {
			if (elements[i].equals(obj)) {
				delTimestamps[i] = System.currentTimeMillis();
				actualSize--;
			}
		}
	}
	
	public int actualSize() {
		return this.actualSize;
	}
	
	public int totalSize() {
		return this.totalSize;
	}
	
	public E get(int i) {
		if (i >= totalSize) {
			throw new IndexOutOfBoundsException();
		}
		return (E)elements[i];
	}
	
	public long getAddTimestamp(int i) {
		if (i >= totalSize) {
			throw new IndexOutOfBoundsException();
		}
		return addTimestamps[i];
	}
	public long getDelTimestamp(int i) {
		if (i >= totalSize) {
			throw new IndexOutOfBoundsException();
		}
		return delTimestamps[i];
	}

}


public class SnapshotArrayIterator<E> implements Iterator<E> {
	private long snapshotTimestamp;
	private int cursorInAll; // 在整个容器中的下标，而非快照中的下标
	private int leftCount; // 快照中还有几个元素未被遍历
	private ArrayList<E> arrayList;
	
	public SnapshotArrayIterator(ArrayList<E> arrayList) {
		this.snapshotTimestamp = System.currentTimeMillis();
		this.cursorInAll = 0;
		this.leftCount = arrayList.actualSize();;
		this.arrayList = arrayList;
		justNext(); // 先跳到这个迭代器快照的第一个元素
	}
	
	@Override
	public boolean hasNext() {
		return this.leftCount >= 0; // 注意是>=, 而非>
	}
	
	@Override
	public E next() {
		E currentItem = arrayList.get(cursorInAll);
		justNext();
		return currentItem;
	}
	
	private void justNext() {
		while (cursorInAll < arrayList.totalSize()) {
			long addTimestamp = arrayList.getAddTimestamp(cursorInAll);
			long delTimestamp = arrayList.getDelTimestamp(cursorInAll);
			if (snapshotTimestamp > addTimestamp && snapshotTimestamp < delTimestamp)
				leftCount--;
				break;
			}
			cursorInAll++;
		}
	}
}

实际上，上面的解决方案相当于解决了一个问题，又引入了另外一个问题。ArrayList底层依赖数组这种数据结果，原本可以支持快速的随机访问，在O(1)时间复杂度内获取下标为i的元素，但限制，删除数据并非真正的删除，只是通过时间戳标记删除，这就导致无法支持按照下标快速随机访问了

那如何让容器既支持快照遍历，又支持随机访问？

我们可以在ArrayList中存储两个数组。一个支持标记删除的，用来实现快照遍历功能；一个不支持标记删除的（也就是将要删除的数据直接从数组中移除），用来支持随机访问。

总结

迭代器模式，也叫做游标模式。它用来遍历集合对象。这里说的“集合对象”，我们也叫做“容器”“聚合对象”，实际上就是包含一组对象的对象，比如，数组、链表、树、图、调表。

一个完整的迭代器模式，一般会涉及容器和容器迭代器两部分内容。为了达到基于接口而非实现编程的目的，容器又包含容器接口、容器实现类，迭代器又包含迭代器接口、迭代器实现类。容器中需要定义iterator()方法，用来创建迭代器。迭代器接口中需要定义hasNext()、currentItem()、next() 三个最基本的方法。容器对象通过依赖注入传递到迭代器类中。

遍历集合一般有三种方式：for 循环、foreach 循环、迭代器遍历。后两种本质上属于一种，都可以看作迭代器遍历。相对于 for 循环遍历，利用迭代器来遍历有下面三个优势：

• 迭代器模式封装集合内部的复杂数据结构，开发者不需要了解如何遍历，直接使用容器提供的迭代器即可
• 迭代器模式将集合对象的遍历操作从集合类中拆分出来，放到迭代器类中，让两者的职责更加单一
• 迭代器模式让添加新的遍历算法更容器，更符合开闭原则。另外，因为迭代器都实现自相同的接口，在开发中，基于接口而非实现编程，替换迭代器也变得更加容易。

在通过调度器来遍历元素的同时，增加或者删除集合中的元素，有可能会导致某个元素被重复遍历或者遍历不到。不过，并不是所有情况下都会遍历出错，有时候也可以正常遍历。所以，这种行为叫做结果不可预期行为或者未决行为。实际上，“不可预期”比直接出错更加可怕，有的时候运行正确，有的时候运行错误，一些隐藏很深、很难 debug 的 bug
就是这么产生的。

有两种比较干脆利索的解决方案，来避免出现这种不可预期的运行结果。一种是遍历的时候不允许增删元素，另一种是增删元素之后让遍历报错。第一种解决方案比较难实现，因为很难确定迭代器使用结束的时间点。第二种解决方案更加合理。Java 语言就是采用的这种解决方案。增删元素之后，我们选择fail-fast解决方式，让遍历操作直接抛出运行时异常。

像 Java 语言，迭代器类中除了前面提到的几个最基本的方法之外，还定义了一个remove() 方法，能够在遍历集合的同时，安全地删除集合中的元素。

最后

以上就是慈祥月光为你收集整理的设计模式：迭代器模式原理例子相比直接遍历集合数据，使用迭代器有哪些优势遍历集合的同时，为什么不能增删集合元素？如何设计实现一个支持“快照”功能的iterator？总结的全部内容，希望文章能够帮你解决设计模式：迭代器模式原理例子相比直接遍历集合数据，使用迭代器有哪些优势遍历集合的同时，为什么不能增删集合元素？如何设计实现一个支持“快照”功能的iterator？总结所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。