Java - Iterator 和 ListIterator

Iterator 是所有 Collection 類（List、Set….）們都可以使用的迭代器，而 ListIterator 則是專門為 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();                  //游標向後移動，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();              //游標往前移動，取得前面的元素
      int previousIndex();       //取得游標前的index
      int nextIndex();           //取得游標後的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() 取得當前游標位置的前後 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，因為 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 時才會搭配 ListIterator

• 因為 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，因為他查找的速度很快（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 根本是為 LinkedList 發明的，ArrayList 只是順道實現而已，ArrayList 去實現只是為了設計成讓 List 接口的類們都能使用 ListIterator 而已