[ Java ] 27. Iterable과 Iterator 인터페이스

Iterable vs Iterator

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이 주제를 공부하게 된 이유는 Java로 알고리즘을 구현하면서 Iterator를 자주 사용했었는데 문득, Iterable과의 차이에 대해서 알지 못해 이번 기회에 학습하기 위해 기록을 시작한다.

 

먼저 Collection Framework에 대해서 알아야 하는데 이 컬렉션 프레임워크는 여러 데이터를 효과적으로 처리하기 위한 방법을 제공하는 클래스의 집합이다. 즉, 데이터를 저장하는 자료구조와 그를 처리하는 알고리즘을 구조화해서 클래스로 구현한 것이다.

이 컬렉션 프레임워크는 자바에서 인터페이스(Interface)를 사용해서 구현되고, 컬렉션 프레임워크에서는 다음에 더 자세하게 알아볼 예정이다.

 

Iterable

다시 돌아와서

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
    // ...
}

위 그림처럼 Iterable은 Collection의 상위 인터페이스이다. Iterable 인터페이스를 좀 더 자세히 보자

public interface Iterable<T> {
    Iterator<T> iterator();

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

이 Iterable 인터페이스 안에는 자바8부터 디폴트 메소드로 forEach()가 추가 되었다. 그 덕분에

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
list.stream().forEach(System.out::println);

처럼 stream으로 forEach 하는 것이 아니라

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
list.forEach(System.out::println);

stream을 생성하는 비용 없이 List에서 곧바로 forEach를 사용할 수 있게 되었다.

 

또한, iterator 메소드가 추상메소드로 선언이 되어 있다. 그래서, Iterable을 구현한 클래스는 iterator()를 사용해서 Iterable 인터페이스를 반환할 수 있고, iterator() 메소드를 통해 for-each loop을 사용할 수 있게 되는 것이다.

그 이유는 for-each loop가 내부적으로 iterator() 메소드를 객체에 호출하는 로직이기 때문이다.

 

결론적으로는, Iterable을 구현한 객체에서만 for-each loop을 사용할 수 있다.

이 때문에 Collection 인터페이스를 상속받는 구현체(ex. List, Set, Queue 등)들은 iterator() 메소드를 가지고 있는 것이다.

 

따라서, Iterable 인터페이스의 역할은 iterator() 메소드를 하위 클래스에서 무조건 구현을 하게 만들기 위함인 것이라고 볼 수 있다.

추가적으로, Iterable 인터페이스를 구현한 객체는 for-each loop를 사용할 수 있다는 것은 자명하다.

하지만, Iterable 인터페이스를 구현하지 않은 객체가 for-each loop를 사용하려고 하면 어떻게 될까?

-> 자바 컴파일러가 for-each loop를 for loop으로 적절히 번역을 한다고 한다.

 

Iterator

그러면 이제 Iterator 인터페이스 내부를 보자

public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
    default void remove() {
        throw ...
    }
    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }
}

디폴트 메소드로 remove와 forEachRemaining가 정의되어 있고 Iterator 인터페이스를 구현하고자 하는 클래스는 hasNext() 메소드와 next() 메소드를 오버라이딩하면 된다.

 

이 Iterator 인터페이스를 사용하는 이유는 컬렉션 구현 방법을 외부로 노출시키지 않고, 해당 메소드를 사용하기 위해서 이 Iterator 인터페이스가 존재한다.

참고: Iterator 패턴

 

# Reference

https://dundung.tistory.com/170

https://devlog-wjdrbs96.tistory.com/84