Java - Iterator和ListIterator

• Iterator是所有Collection類(List、Set....)們都可以使用的迭代器，而ListIterator則是專門爲List類所設計的迭代器

  • Iterator只支持hasNext()、next()、remove()三種操作，而ListIterator除了原本的3種之外，還支持了更多操作

    //Iterator接口
    public interface Iterator<E> {
        boolean hasNext();
        E next();
        void remove();
    }

    //ListIterator接口
    public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {
        //繼承自Iterator的接口
        boolean hasNext();         //後面是否有元素
        E next();                  //遊標向後移動，取得後面的元素
        void remove();             //刪除最後一個返回的元素
        
        //ListIterator新增的接口
        boolean hasPrevious();     //前面是否有元素
        E previous();              //遊標往前移動，取得前面的元素
        int previousIndex();       //取得遊標前的index
        int nextIndex();           //取得遊標後的index
        void set(E e);             //將當前元素改設成e
        void add(E e);             //增加一個元素
    }

• Iterator和ListIterator的差別

  • iterator()方法在所有集合類中都能使用，但是listIterator()只有List類能用

  • Iterator只能remove()元素，而ListIterator可以add()、set()、remove()

  • Iterator只能使用next()順序的向後遍歷，ListIterator則向前previous()和向後next()遍歷都可以

    • 還有一個額外的功能，ListIterator可以使用nextIndex()和previousIndex()取得當前遊標位置的前後index位置，Iterator沒有此功能

• 如果想在遍歷List時邊做刪除，用Iterator和ListIterator都能辦到，但如果是想在遍歷List時add元素，則只能使用ListIterator去做，因爲Iterator是不提供此接口的

  • 要注意的是，邊遍歷List邊使用Iterator和ListIterator的add()、remove()時，並不會影響當前List輸出結果，雖然他們修改的是同一個List，但是迭代器故意將add和remove設計成就算執行了，也不影響當前迭代器的輸出結果

  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          List<Integer> list = new ArrayList<>();
          list.add(1);
          list.add(2);
          list.add(3);
  ​
          ListIterator<Integer> it = list.listIterator();
  ​
          while (it.hasNext()) {
              Integer x = it.next();
              System.out.println(x);
              //雖然使用it.add(100)去新增一個元素，使得list實際儲存的是 [1,2,100,3]
              //但是此處的遍歷仍然只顯示[1,2,3]，這是迭代器故意這樣設計的
              if (x == 2) {
                  it.add(100);
              }
          }
  ​
          System.out.println("list: " + list);
      }
  }

  1
  2
  3
  list: [1, 2, 100, 3]

• 另外，雖然ArrayList和LinkedList都支持ListIterator，但通常只有在使用LinkedList時纔會搭配ListIterator

  • 因爲LinkedList幾乎所有的時間消耗都是在去找到這個元素在哪，而找到此元素之後，對他進行修改是非常容易的事情(只要改指針就可以了)，所以使用ListIterator的話，就可以節省下這個查找時間

  • 而對ArrayList來說，因爲他查找的速度很快(底層是數組)，因此使用ListIterator省下的查找時間非常少，所以對他來說，並沒有迫切的需要使用ListIterator，使用add(index, E)也能達到同樣的效率

  • 因此可以說ListIterator根本是爲LinkedList發明的，ArrayList只是順道實現而已，ArrayList去實現只是爲了設計成讓List接口的類們都能使用ListIterator而已