那天，小二去贝壳面试，面试官老王一上来就甩给了他一道面试题：请问 Iterator与Iterable有什么区别？小二差点笑出声，因为一年前，也就是 2021 年，他在《Java 程序员进阶之路》专栏上看到过这题😆。
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在 Java 中，我们对 List 进行遍历的时候，主要有这么三种方式。
第一种：for 循环。
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.print(list.get(i) + "，");
}
第二种：迭代器。
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.print(it.next() + "，");
}
第三种：for-each。
for (String str : list) {
System.out.print(str + "，");
}
第一种我们略过，第二种用的是 Iterator，第三种看起来是 for-each，其实背后也是 Iterator，看一下反编译后的代码就明白了。
Iterator var3 = list.iterator();
while(var3.hasNext()) {
String str = (String)var3.next();
System.out.print(str + "，");
}
for-each 只不过是个语法糖，让我们在遍历 List 的时候代码更简洁明了。
Iterator 是个接口，JDK 1.2 的时候就有了，用来改进 Enumeration：
- 允许删除元素（增加了 remove 方法）
- 优化了方法名（Enumeration 中是 hasMoreElements 和 nextElement，不简洁）
来看一下 Iterator 的源码：
public interface Iterator<E> {
// 判断集合中是否存在下一个对象
boolean hasNext();
// 返回集合中的下一个对象，并将访问指针移动一位
E next();
// 删除集合中调用next()方法返回的对象
default void remove() {
throw new UnsupportedOperationException("remove");
}
}
JDK 1.8 时，Iterable 接口中新增了 forEach 方法：
default void forEach(Consumer<? super T> action) {
Objects.requireNonNull(action);
for (T t : this) {
action.accept(t);
}
}
它对 Iterable 的每个元素执行给定操作，具体指定的操作需要自己写Consumer接口通过accept方法回调出来。
List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
list.forEach(integer -> System.out.println(integer));
写得更浅显易懂点，就是：
List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
list.forEach(new Consumer<Integer>() {
@Override
public void accept(Integer integer) {
System.out.println(integer);
}
});
如果我们仔细观察ArrayList 或者 LinkedList 的“户口本”就会发现，并没有直接找到 Iterator 的影子。
反而找到了 Iterable！
public interface Iterable<T> {
Iterator<T> iterator();
}
也就是说，List 的关系图谱中并没有直接使用 Iterator，而是使用 Iterable 做了过渡。
回头再来看一下第二种遍历 List 的方式。
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
}
发现刚好呼应上了。拿 ArrayList 来说吧，它重写了 Iterable 接口的 iterator 方法：
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
返回的对象 Itr 是个内部类，实现了 Iterator 接口，并且按照自己的方式重写了 hasNext、next、remove 等方法。
private class Itr implements Iterator<E> {
public boolean hasNext() {
return cursor != size;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
cursor = i + 1;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
public void remove() {
try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
那可能有些小伙伴会问：为什么不直接将 Iterator 中的核心方法 hasNext、next 放到 Iterable 接口中呢？直接像下面这样使用不是更方便？
Iterable it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
}
从英文单词的后缀语法上来看，（Iterable）able 表示这个 List 是支持迭代的，而 （Iterator）tor 表示这个 List 是如何迭代的。
支持迭代与具体怎么迭代显然不能混在一起，否则就乱的一笔。还是各司其职的好。
想一下，如果把 Iterator 和 Iterable 合并，for-each 这种遍历 List 的方式是不是就不好办了？
原则上，只要一个 List 实现了 Iterable 接口，那么它就可以使用 for-each 这种方式来遍历，那具体该怎么遍历，还是要看它自己是怎么实现 Iterator 接口的。
Map 就没办法直接使用 for-each，因为 Map 没有实现 Iterable 接口，只有通过 map.entrySet()、map.keySet()、map.values() 这种返回一个 Collection 的方式才能 使用 for-each。
如果我们仔细研究 LinkedList 的源码就会发现，LinkedList 并没有直接重写 Iterable 接口的 iterator 方法，而是由它的父类 AbstractSequentialList 来完成。
public Iterator<E> iterator() {
return listIterator();
}
LinkedList 重写了 listIterator 方法：
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
这里我们发现了一个新的迭代器 ListIterator，它继承了 Iterator 接口，在遍历List 时可以从任意下标开始遍历，而且支持双向遍历。
public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {
boolean hasNext();
E next();
boolean hasPrevious();
E previous();
}
我们知道，集合（Collection）不仅有 List，还有 Map 和 Set，那 Iterator 不仅支持 List，还支持 Set，但 ListIterator 就只支持 List。
那可能有些小伙伴会问：为什么不直接让 List 实现 Iterator 接口，而是要用内部类来实现呢？
这是因为有些 List 可能会有多种遍历方式，比如说 LinkedList，除了支持正序的遍历方式，还支持逆序的遍历方式——DescendingIterator：
private class DescendingIterator implements Iterator<E> {
private final ListItr itr = new ListItr(size());
public boolean hasNext() {
return itr.hasPrevious();
}
public E next() {
return itr.previous();
}
public void remove() {
itr.remove();
}
}
可以看得到，DescendingIterator 刚好利用了 ListIterator 向前遍历的方式。可以通过以下的方式来使用：
Iterator it = list.descendingIterator();
while (it.hasNext()) {
}
好了，关于Iterator与Iterable我们就先聊这么多，总结两点：
- 学会深入思考，一点点抽丝剥茧，多想想为什么这样实现，很多问题没有自己想象中的那么复杂。
- 遇到疑惑不放弃，这是提升自己最好的机会，遇到某个疑难的点，解决的过程中会挖掘出很多相关的东西。
这是《Java 程序员进阶之路》专栏的第 62 篇。Java 程序员进阶之路，风趣幽默、通俗易懂，对 Java 初学者极度友好和舒适 ，内容包括但不限于 Java 语法、Java 集合框架、Java IO、Java 并发编程、Java 虚拟机等核心知识点。
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