迭代器模式：就是提供一種方法對一個容器對象中的各個元素進行訪問，而又不暴露該對象容器的內部細節。
概述
Java集合框架的集合類，我們有時候稱之爲容器。容器的種類有很多種，比如ArrayList、LinkedList、HashSet...，每種容器都有自己的特點，ArrayList底層維護的是一個數組；LinkedList是鏈表結構的；HashSet依賴的是哈希表，每種容器都有自己特有的數據結構。
因爲容器的內部結構不同，很多時候可能不知道該怎樣去遍歷一個容器中的元素。所以爲了使對容器內元素的操作更爲簡單，Java引入了迭代器模式！
把訪問邏輯從不同類型的集合類中抽取出來，從而避免向外部暴露集合的內部結構。
對於數組我們使用的是下標來進行處理的：
1 int array[] = new int[3]; 2 for (int i = 0; i < array.length; i++) { 3 System.out.println(array[i]); 4 }
對ArrayList的處理
1 List<String> list = new ArrayList<String>(); 2 for(int i = 0 ; i < list.size() ; i++){ 3 String string = list.get(i); 4 }
對於這兩種方式，我們總是都知道它的內部結構，訪問代碼和集合本身是緊密耦合的，無法將訪問邏輯從集合類和客戶端代碼中分離出來。不同的集合會對應不同的遍歷方法，客戶端代碼無法複用。在實際應用中如何將上面兩個集合整合是相當麻煩的。所以纔有Iterator，它總是用同一種邏輯來遍歷集合。使得客戶端自身不需要來維護集合的內部結構，所有的內部狀態都由Iterator來維護。客戶端不用直接和集合進行打交道，而是控制Iterator向它發送向前向後的指令，就可以遍歷集合。
1.java.util.Iterator
下面讓我們看看Java中的Iterator接口是如何實現的
在Java中Iterator爲一個接口，它只提供了迭代的基本規則。在JDK中它是這樣定義的：對Collection進行迭代的迭代器。迭代器取代了Java Collection Framework中的Enumeration。迭代器與枚舉有兩點不同:
1. 迭代器在迭代期間可以從集合中移除元素。
2. 方法名得到了改進，Enumeration的方法名稱都比較長。
其接口定義如下:
package java.util; public interface Iterator<E> { boolean hasNext();//判斷是否存在下一個對象元素 E next();//獲取下一個元素 void remove();//移除元素 }
2.Iterable
Java中還提供了一個Iterable接口，Iterable接口實現後的功能是‘返回’一個迭代器，我們常用的實現了該接口的子接口有:Collection<E>、List<E>、Set<E>等。該接口的iterator()方法返回一個標準的Iterator實現。實現Iterable接口允許對象成爲Foreach語句的目標。就可以通過foreach語句來遍歷你的底層序列。
Iterable接口包含一個能產生Iterator對象的方法，並且Iterable被foreach用來在序列中移動。因此如果創建了實現Iterable接口的類，都可以將它用於foreach中。
Iterable接口的具體實現:
Package java.lang; import java.util.Iterator; public interface Iterable<T> { Iterator<T> iterator(); }
使用迭代器遍歷集合:
1 public static void main(String[] args) { 2 List<String> list = new ArrayList<String>(); 3 list.add("張三1"); 4 list.add("張三2"); 5 list.add("張三3"); 6 list.add("張三4"); 7 8 List<String> linkList = new LinkedList<String>(); 9 linkList.add("link1"); 10 linkList.add("link2"); 11 linkList.add("link3"); 12 linkList.add("link4"); 13 14 Set<String> set = new HashSet<String>(); 15 set.add("set1"); 16 set.add("set2"); 17 set.add("set3"); 18 set.add("set4"); 19 //使用迭代器遍歷ArrayList集合 20 Iterator<String> listIt = list.iterator(); 21 while(listIt.hasNext()){ 22 System.out.println(listIt.hasNext()); 23 } 24 //使用迭代器遍歷Set集合 25 Iterator<String> setIt = set.iterator(); 26 while(setIt.hasNext()){ 27 System.out.println(listIt.hasNext()); 28 } 29 //使用迭代器遍歷LinkedList集合 30 Iterator<String> linkIt = linkList.iterator(); 31 while(linkIt.hasNext()){ 32 System.out.println(listIt.hasNext()); 33 } 34 }
使用foreach遍歷集合:
List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("張三1"); list.add("張三2"); list.add("張三3"); list.add("張三4"); for (String string : list) { System.out.println(string); }
可以看出使用foreach遍歷集合的優勢在於代碼更加的簡潔，更不容易出錯，不用關心下標的起始值和終止值。
3.Iterator遍歷時不可以刪除集合中的元素問題
在使用Iterator的時候禁止對所遍歷的容器進行改變其大小結構的操作。例如: 在使用Iterator進行迭代時，如果對集合進行了add、remove操作就會出現ConcurrentModificationException異常。
1 List<String> list = new ArrayList<String>(); 2 list.add("張三1"); 3 list.add("張三2"); 4 list.add("張三3"); 5 list.add("張三4"); 6 7 //使用迭代器遍歷ArrayList集合 8 Iterator<String> listIt = list.iterator(); 9 while(listIt.hasNext()){ 10 Object obj = listIt.next(); 11 if(obj.equals("張三3")){ 12 list.remove(obj); 13 } 14 }
因爲在你迭代之前，迭代器已經被通過list.itertor()創建出來了，如果在迭代的過程中，又對list進行了改變其容器大小的操作，那麼Java就會給出異常。因爲此時Iterator對象已經無法主動同步list做出的改變，Java會認爲你做出這樣的操作是線程不安全的，就會給出善意的提醒（拋出ConcurrentModificationException異常）
Iterator的實現源碼:
1 private class Itr implements Iterator<E> { 2 int cursor; // index of next element to return 3 int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such 4 int expectedModCount = modCount; 5 6 public boolean hasNext() { 7 return cursor != size; 8 } 9 10 @SuppressWarnings("unchecked") 11 public E next() { 12 checkForComodification(); 13 int i = cursor; 14 if (i >= size) 15 throw new NoSuchElementException(); 16 Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; 17 if (i >= elementData.length) 18 throw new ConcurrentModificationException(); 19 cursor = i + 1; 20 return (E) elementData[lastRet = i]; 21 } 22 23 public void remove() { 24 if (lastRet < 0) 25 throw new IllegalStateException(); 26 checkForComodification(); 27 28 try { 29 ArrayList.this.remove(lastRet); 30 cursor = lastRet; 31 lastRet = -1; 32 expectedModCount = modCount; 33 } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { 34 throw new ConcurrentModificationException(); 35 } 36 } 37 38 final void checkForComodification() { 39 if (modCount != expectedModCount) 40 throw new ConcurrentModificationException(); 41 } 42 }
通過查看源碼發現原來檢查並拋出異常的是checkForComodification()方法。在ArrayList中modCount是當前集合的版本號，每次修改(增、刪)集合都會加1；expectedModCount是當前迭代器的版本號，在迭代器實例化時初始化爲modCount。我們看到在checkForComodification()方法中就是在驗證modCount的值和expectedModCount的值是否相等，所以當你在調用了ArrayList.add()或者ArrayList.remove()時，只更新了modCount的狀態，而迭代器中的expectedModCount未同步，因此纔會導致再次調用Iterator.next()方法時拋出異常。但是爲什麼使用Iterator.remove()就沒有問題呢？通過源碼的第32行發現，在Iterator的remove()中同步了expectedModCount的值，所以當你下次再調用next()的時候，檢查不會拋出異常。
使用該機制的主要目的是爲了實現ArrayList中的快速失敗機制（fail-fast），在Java集合中較大一部分集合是存在快速失敗機制的。
快速失敗機制產生的條件:當多個線程對Collection進行操作時，若其中某一個線程通過Iterator遍歷集合時，該集合的內容被其他線程所改變，則會拋出ConcurrentModificationException異常。
所以要保證在使用Iterator遍歷集合的時候不出錯誤，就應該保證在遍歷集合的過程中不會對集合產生結構上的修改。
使用Foreach時對集合的結構進行修改會出現異常:
上面我們說了實現了Iterable接口的類就可以通過Foreach遍歷，那是因爲foreach要依賴於Iterable接口返回的Iterator對象，所以從本質上來講，Foreach其實就是在使用迭代器，在使用foreach遍歷時對集合的結構進行修改，和在使用Iterator遍歷時對集合結構進行修改本質上是一樣的。所以同樣的也會拋出異常，執行快速失敗機制。
foreach是JDK1.5新增加的一個循環結構，foreach的出現是爲了簡化我們遍歷集合的行爲。
for循環與迭代器的對比:
* 效率上各有各的優勢:
> ArrayList對隨機訪問比較快，而for循環中使用的get()方法，採用的即是隨機訪問的方法，因此在ArrayList裏for循環快。
> LinkedList則是順序訪問比較快，Iterator中的next()方法採用的是順序訪問方法，因此在LinkedList裏使用Iterator較快。
> 主要還是要依據集合的數據結構不同的判斷。