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iterator（）java面试题及答案

news 2025/9/29 9:53:28

以下是关于Java迭代器（Iterator）的常见面试题及答案总结，结合核心概念、实现细节与经典陷阱，帮助应对高频考点：
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一、迭代器基础概念与使用
1. 什么是迭代器？它的核心作用是什么？
- 定义：迭代器是设计模式的一种，用于统一访问集合元素，无需暴露集合内部结构（如数组、链表）。它解耦遍历逻辑与集合实现，提供标准化的遍历接口。
- 核心方法：
| 方法 | 功能 |
|------------|----------------------------------------------------------------------|
| `hasNext()` | 检查是否还有元素，返回布尔值。 |
| `next()` | 返回下一个元素并移动指针；无元素时抛出`NoSuchElementException`。 |
| `remove()` | 删除`next()`返回的元素；需在`next()`后调用，否则抛出异常。 |
2. 为什么推荐使用迭代器遍历集合？
- 解耦性：遍历逻辑独立于集合实现（如ArrayList、HashSet），代码复用性高。
- 安全删除：通过`iterator.remove()`可安全删除元素，避免并发修改异常（ConcurrentModificationException）。
- 统一接口：支持所有实现`Iterable`接口的集合（如List、Set）。
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二、经典面试题与陷阱
1. 遍历时删除元素的正确方式
```java
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("1", "2", "3"));
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
String str = iterator.next();
if (str.equals("2")) {
iterator.remove(); // ✅ 正确：通过迭代器删除
}
}
// 继续遍历
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println("4");
```
输出结果：`4`。
原因：
- 第一次遍历时，删除"2"后，集合大小变为2，迭代器指针停留在索引2（`cursor=2`）。
- 第二次调用`hasNext()`时，`cursor != size`（2 != 2）返回`false`，跳过遍历，直接输出"4"。
- 错误做法：直接调用`list.remove("2")`会触发`ConcurrentModificationException`。
2. ConcurrentModificationException的触发条件
- 原因：迭代器通过`modCount`（集合修改次数）和`expectedModCount`（预期修改次数）检测并发修改。
- 示例：
```java
// 错误：直接调用集合的remove()
for (String s : list) {
if (s.equals("2")) {
list.remove(s); // ❌ 抛ConcurrentModificationException
}
}
```
- 解决方案：
- 使用迭代器的`remove()`方法。
- 或改用`ListIterator`的`remove()`（仅适用于List）。
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三、迭代器实现细节
1. ArrayList与LinkedList迭代器的差异
- ArrayList：
- 底层基于数组，迭代器通过索引访问元素，随机访问快。
- 实现类为`Itr`，`hasNext()`判断`cursor != size`。
- LinkedList：
- 底层基于链表，迭代器通过指针顺序访问，删除元素效率高。
- 实现类为`ListItr`，`hasNext()`判断`nextIndex 。
- 性能建议：
- 频繁随机访问 → 使用ArrayList + for循环。
- 频繁插入/删除 → 使用LinkedList + 迭代器。
2. ListIterator与Iterator的区别
| 特性 | Iterator | ListIterator |
|--------------------|-----------------------------------|---------------------------------------|
| 适用集合 | 所有Collection（如Set、List） | 仅List集合 |
| 遍历方向 | 单向（next） | 双向（next/previous） |
| 修改能力 | 仅支持删除（remove） | 支持修改（set）和插入（add） |
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四、高级考点
1. for-each循环的底层实现
- for-each循环是语法糖，编译后转换为迭代器遍历：
```java
for (String s : list) { ... }
// 等价于
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
String s = it.next();
...
}
```
- 限制：无法在遍历时删除元素（需显式使用迭代器）。
2. 快速失败机制（Fail-Fast）
- 作用：检测迭代过程中集合的结构性修改（如add/remove），立即抛出`ConcurrentModificationException`。
- 原理：
- 集合维护`modCount`记录修改次数，迭代器初始化时记录`expectedModCount`。
- 每次调用`next()`或`hasNext()`时检查两者是否相等。
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五、总结
掌握迭代器的面试题需重点理解：
1. 安全删除：必须通过迭代器的`remove()`方法。
2. 并发修改异常：直接修改集合结构会触发异常，需依赖迭代器操作。
3. 集合选择：根据操作场景选择ArrayList或LinkedList的迭代器。
4. 底层机制：如`modCount`与`cursor`的工作原理。
> 更多细节可参考原文：[经典迭代器笔试题解析](https://xie.infoq.cn/article/8)、[快速失败机制源码分析](https://www.cnblogs.com/fengzeng/p/14836457.html)。