为什么Java中的String类不实现Iterable？

Question

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

String 没有实现 Iterable 是否有原因？

Answer 1

确实没有一个好的答案。 Java中的迭代器专门应用于离散项（对象）的集合。您可能会认为实现了 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。没有理由会这样（据我所知，您可能需要与 Gosling 或 API 编写者交谈）；这似乎是惯例或设计决定。事实上，没有什么可以阻止 CharSequence 实现 Iterable。

也就是说，您可以像这样迭代字符串中的字符：

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

Or:

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

Or:

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

另请注意，您无法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

根据对此答案的评论进行澄清。我试图解释一个可能的理由，即为什么String 上没有迭代器。我并不是想说这是不可能的；我并不是说这是不可能的。事实上，我认为 CharSequence 实现 Iterable 是有意义的。

String 提供 CharSequence，仅从概念上讲，它与 String 不同。 String 通常被认为是单个实体，而 CharSequence 正是：字符序列。在字符序列上（即在 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 在评论中正确指出的那样，String 实现了 CharSequence 接口，因此从类型上来说，String 是一个 CharSequence。从语义上讲，在我看来，它们是两个独立的东西 - 我在这里可能很迂腐，但是当我想到 String 时，我通常将其视为恰好由字符组成的单个实体。考虑一下数字序列 1, 2, 3, 4 和数字 1234 之间的差异。现在考虑字符串abcd 和字符序列a, b, c, d 之间的区别。我试图指出这个差异。

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 2

原因很简单：string 类比 Iterable 更古老。

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 ）。

然而，它会有些性能不佳，因为 Iterable 返回一个对象。所以它必须包装每个返回的 Char。

编辑：就像比较一样：.Net 确实支持对 String 进行枚举，但是在 .Net 中，Iterable 也适用于本机类型，因此不需要像 Java 中那样进行包装。

Answer 3

不管怎样，我的同事 Josh Bloch 强烈希望将此功能添加到 Java 7 中：

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

和

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

这将是循环字符和​​逻辑字符（代码点）的最简单方法。它不需要使 String 实现 Iterable，这会强制发生装箱。

如果没有这种语言功能，这个问题就不会得到真正好的答案。他似乎对实现这一目标非常乐观，但我不确定。

Answer 4

让 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 的一个原因可能是幼稚实现固有的低效率，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，则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 5

如果您真的很想在这里迭代：

String str = "StackOverflow";

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

Answer 6

他们只是忘记这样做了。

Answer 7

我不确定为什么这在 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（编译器重载了用于字符串连接、字符串文字的 + 运算符，存储在公共池中的字符串常量等），该功能可能比看起来更难实现（或者从实现者的角度来看，它可能会搞乱太多事情，不值得付出努力）。

另一方面，实现与此接近的东西并不需要太多工作。我想在我的一个项目中实现这一点，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，我可以做到这一点：

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工作透明地使用旨在处理事物集合（列表、集合等）的方法。

Answer 8

可迭代是什么？ Iterable 是最有意义的，其中每个元素代表一个 Unicode 代码点。当我们有 toCharArray 时，即使是 Iterable 也会变得缓慢且毫无意义。