为什么Java中的String类没有实现Iterable？

Question

许多 Java 框架类实现 Iterable，但 String 没有。迭代 String 中的字符是有意义的，就像可以迭代常规数组中的项目一样。

String 没有实现Iterable 有什么原因吗？

Answer 1

我不确定为什么在 2020 年仍未实现，我的猜测是字符串在 Java 中得到了很多特殊处理（编译器重载了 + 运算符以用于字符串连接、字符串文字、字符串常量存储在一个公共池中，等等），这个功能可能比看起来更难实现（或者它可能会搞砸太多事情，从实现者的角度来看是值得付出努力的）。

另一方面，实现与此接近的东西并不是太多的工作。我想在我的一个项目中使用它，所以我编写了这些简单的类：

public class CharIterable implements Iterable<Character> {
  public CharIterable(CharSequence seq) {
    this.seq = seq;
  }

  @Override
  public Iterator<Character> iterator() {
    return new CharIterator(seq);
  }

  private final CharSequence seq;
}

public class CharIterator implements Iterator<Character> {
  public CharIterator(CharSequence sequence) {
    this.sequence = sequence;
  }

  @Override
  public synchronized boolean hasNext() {
    return position < sequence.length();
  }

  @Override
  public synchronized Character next() {
    return sequence.charAt(position++);
  }

  /**
   * Character sequence to iterate over
   */
  private final CharSequence sequence;

  /**
   * Current position of iterator which is the position of the item that
   * will be returned by {@link #next()}.
   */
  private int position = 0;
}

有了这些我可以做到：

for (Character c: new CharIterable("This is a test")) {
  \\ do something with c
}

现在对于这样一个简单的事情来说，这看起来很多，但它允许将字符串视为可迭代的字符数组，并与旨在处理事物集合（列表、集合等）的方法透明地工作。

Answer 2

确实没有一个好的答案。 Java 中的迭代器特别适用于离散项（对象）的集合。您会认为实现CharSequence 的String 应该是离散字符的“集合”。相反，它被视为恰好由字符组成的单个实体。

在 Java 中，迭代器似乎只真正应用于集合而不是字符串。没有理由这样做（据我所知，您可能不得不与 Gosling 或 API 编写者交谈）；这似乎是惯例或设计决定。事实上，没有什么阻止 CharSequence 实现Iterable。

也就是说，您可以像这样遍历字符串中的字符：

for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
  System.out.println(str.charAt(i));
}

或者：

for(char c : str.toCharArray()) {
  System.out.println(c);
}

或者：

"Java 8".chars().forEach(System.out::println);

还请注意，您不能就地修改字符串的字符，因为字符串是不可变的。 String 的可变伴侣是 StringBuilder（或旧的 StringBuffer）。

编辑

根据这个答案的 cmets 进行澄清。我试图解释一个可能的理由为什么String 上没有迭代器。我并不是想说这是不可能的。事实上，我认为CharSequence 实现Iterable 是有意义的。

String 提供CharSequence，如果只是在概念上，它与String 不同。 String 通常被认为是一个单一的实体，而 CharSequence 正是这样：一个字符序列。在字符序列（即CharSequence）上使用迭代器是有意义的，但不仅仅是在String 本身上。

正如 Foxfire 在 cmets 中正确指出的那样，String 实现了 CharSequence 接口，因此在类型方面，String 是 CharSequence。从语义上讲，在我看来它们是两个独立的东西——我可能在这里很迂腐，但是当我想到 String 时，我通常认为它是一个恰好由字符组成的单一实体。考虑数字序列1, 2, 3, 4 和数字1234 之间的区别。现在考虑字符串abcd 和字符序列a, b, c, d 之间的区别。我试图指出这种差异。

在我看来，问为什么String 没有迭代器就像问为什么Integer 没有迭代器以便您可以迭代各个数字。

Answer 3

使 String 实现 Iterable 的主要原因之一是启用简单的 for(each) 循环，如上所述。因此，不让 String 实现 Iterable 的一个原因可能是天真的实现固有的低效率，因为它需要对结果进行装箱。但是，如果生成的迭代器（由 String.iterator() 返回）的实现是最终的，编译器可以对其进行特殊处理并生成免于装箱/拆箱的字节码。

Answer 4

他们只是忘了这样做。

Answer 5

无论如何，我的同事 Josh Bloch 强烈希望将此功能添加到 Java 7：

for (char c : aString) { ... }

和

for (int codePoint : aString) { ... }

这将是循环遍历字符和逻辑字符（代码点）的最简单方法。它不需要让String 实现Iterable，这将强制发生拳击。

如果没有该语言功能，就不会为这个问题提供真正好的答案。而且他似乎很乐观地认为他能做到这一点，但我不确定。

Answer 6

Iterable 是什么？ Iterable<Integer> 最有意义，其中每个元素代表一个 Unicode 代码点。当我们有toCharArray 时，即使Iterable<Character> 也会变得缓慢且毫无意义。

Answer 7

原因很简单：字符串类比Iterable要老很多。

显然没有人愿意将接口添加到 String（这有点奇怪，因为它确实实现了基于完全相同的想法的 CharSequence）。

但是它会因为 Iterable 返回一个对象而有些不便。所以它必须包装每个返回的 Char。

编辑：作为比较：.Net 确实支持枚举 String，但在 .Net 中 Iterable 也适用于本机类型，因此不需要像 Java 中那样需要包装。

Answer 8

如果你真的想在这里迭代：

String str = "StackOverflow";

for (char c: str.toCharArray()){
     //here you go
}