java 8 流的内部迭代是什么样子的

Question

我试图理解外部迭代器与内部迭代器之间的区别，其中外部迭代器使用迭代器来枚举其元素

List<String> alphabets = Arrays.asList(new String[]{"a","b","b","d"});
         
for(String letter: alphabets){
   System.out.println(letter.toUpperCase());
}

上面的后台代码做了类似下面的事情

List<String> alphabets = Arrays.asList(new String[]{"a","b","b","d"});    
Iterator<String> iterator = alphabets.listIterator();
while(iterator.hasNext()){
     System.out.println(iterator.next().toUpperCase());
}

但对于内部迭代，一切都是在后台完成的，这对我来说是一个黑匣子，我想深入研究它。

就像下面的代码一样，迭代是在后台发生的，但到底发生了什么以及与 foreach 循环相比有何不同？

List<String> alphabets = Arrays.asList(new String[]{"a","b","b","d"});
alphabets.stream().forEach(l -> l.toUpperCase());

这是我对外部迭代和内部迭代的理解。如果我错了，请纠正我。

Answer 1

内部迭代的要点在于迭代逻辑可以以不同的方式实现。

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默认实现Iterable看起来像

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default void forEach(Consumer<? super T> action) {\n    Objects.requireNonNull(action);\n    for (T t : this) {\n        action.accept(t);\n    }\n}\n

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因此，当一个可迭代对象（例如集合）不提供实现时forEach，该继承的实现与外部迭代的作用相同。

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有不同的原因需要覆盖此默认实现。例如，其中一种Collections.synchronized\xe2\x80\xa6(\xe2\x80\xa6)方法返回的包装器具有如下所示的实现：

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@Override\npublic void forEach(Consumer<? super E> consumer) {\n    synchronized (mutex) {c.forEach(consumer);}\n}\n

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它委托给原始 collection\xe2\x80\x99sforEach实现来执行它所做的任何操作，但在持有互斥体的同时执行整个操作。换句话说，与代码必须关心自身锁定的外部迭代不同，此实现免费提供同步。

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另一个有趣的例子是包装Collections.unmodifiable\xe2\x80\xa6(\xe2\x80\xa6)器。

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@Override\npublic void forEach(Consumer<? super E> action) {\n    c.forEach(action);\n}\n

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乍一看优势并不明显。但是，正如您在问题中所示的\xe2\x80\x99ve 所示，Iterator即使使用 for-each 语法，外部迭代也是使用 完成的。AnIterator有一个remove方法，因此每次对不可修改的包装器执行外部迭代时，原始的 collection\xe2\x80\x99s 迭代器必须包装在另一个迭代器中，以防止调用者使用remove().

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相反，内部迭代不会通过契约修改集合。因此包装器可以委托给原始集合\xe2\x80\x99sforEach方法，该方法将执行正确的操作。如果目标方法根本使用迭代器，则不需要迭代器周围的包装器。

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例如，这是ArrayList\xe2\x80\x99sforEach方法：

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@Override\npublic void forEach(Consumer<? super E> action) {\n    Objects.requireNonNull(action);\n    final int expectedModCount = modCount;\n    @SuppressWarnings("unchecked")\n    final E[] elementData = (E[]) this.elementData;\n    final int size = this.size;\n    for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {\n        action.accept(elementData[i]);\n    }\n    if (modCount != expectedModCount) {\n        throw new ConcurrentModificationException();\n    }\n}\n

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因此，它不是基于迭代器的循环，而是迭代索引并直接访问其数组。

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请注意，调用forEach像 a 这样的可迭代对象与调用aCollection不同。流允许链接各种中间操作，影响终端操作开始时将发生的情况。当您不链接中间操作而仅调用 时，该调用可能会执行与流实现 xe2x80x99相同的操作。forEachStreamforEach(\xe2\x80\xa6)collection.spliterator() .forEachRemaining(\xe2\x80\xa6)

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这最终会产生与调用集合不同的代码路径forEach，但对于合理的集合实现，这些代码路径将执行基本相同的操作。这个答案比较了不同的变体，ArrayList虽然存在细微的差异，但迭代的基本方法（使用数组的索引）是相同的。

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