ArrayList遍历时删除元素的正确姿势是什么?

本文探讨了在ArrayList和HashMap中正确删除元素的多种方法,包括不同遍历方式下的注意事项和异常处理,提供了详细的代码示例和原理分析。

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简介

我们在项目开发过程中,经常会有需求需要删除ArrayList中的某个元素,而使用不正确的删除方式,就有可能抛出异常。或者在面试中,会遇到面试官询问遍历时如何正常删除元素。所以在本篇文章中,我们会对几种删除元素的方式进行测试,并对原理进行研究,希望可以帮助到大家!

ArrayList遍历时删除元素的几种姿势

首先结论如下:
第1种方法 - 普通for循环正序删除(结果:会漏掉元素判断)
第2种方法 - 普通for循环倒序删除(结果:正确删除)
第3种方法 - for-each循环删除(结果:抛出异常)
第4种方法 - Iterator遍历,使用ArrayList.remove()删除元素(结果:抛出异常)
第5种方法 - Iterator遍历,使用Iterator的remove删除元素(结果:正确删除)

下面让我们来详细探究一下原因吧!

首先初始化一个数组arrayList,假设我们要删除等于3的元素。

   public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(4);
        arrayList.add(5);
        removeWayOne(arrayList);
    }

第1种方法 - 普通for循环正序删除(结果:会漏掉元素判断)

for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
	if (arrayList.get(i) == 3) {//3是要删除的元素
		arrayList.remove(i);
		//解决方案: 加一行代码i = i - 1; 删除元素后,下标减1
	}
    System.out.println("当前arrayList是"+arrayList.toString());
}

//原ArrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
//删除后是[1, 2, 3, 4, 5]
输出结果:

当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]

可以看到少删除了一个3,
原因在于调用remove删除元素时,remove方法调用System.arraycopy()方法将后面的元素移动到前面的位置,也就是第二个3会移动到数组下标为2的位置,而在下一次循环时,i+1之后,i会为3,不会对数组下标为2这个位置进行判断,所以这种写法,在删除元素时,被删除元素a的后一个元素b会移动a的位置,而i已经加1,会忽略对元素b的判断,所以如果是连续的重复元素,会导致少删除。
解决方案

可以在删除元素后,执行i=i-1,使得下次循环时再次对该数组下标进行判断。

第2种方法 - 普通for循环倒序删除(结果:正确删除)

 for (int i = arrayList.size() -1 ; i>=0; i--) {
    if (arrayList.get(i).equals(3)) {
        arrayList.remove(i);
    }
    System.out.println("当前arrayList是"+arrayList.toString());
}

输出结果:

当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 4, 5]

这种方法可以正确删除元素,因为调用remove删除元素时,remove方法调用System.arraycopy()将被删除元素a后面的元素向前移动,而不会影响元素a之前的元素,所以倒序遍历可以正常删除元素。

第3种方法 - for-each循环删除(结果:抛出异常)

public static void removeWayThree(ArrayList<Integer> arrayList) {
    for (Integer value : arrayList) {
        if (value.equals(3)) {//3是要删除的元素
            arrayList.remove(value);
        }
    System.out.println("当前arrayList是"+arrayList.toString());
    }
}

输出结果:

当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)
	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)
	at com.test.ArrayListTest1.removeWayThree(ArrayListTest1.java:50)
	at com.test.ArrayListTest1.main(ArrayListTest1.java:24)

会抛出ConcurrentModificationException异常,主要在于for-each的底层实现是使用ArrayList.iterator的hasNext()方法和next()方法实现的,我们可以使用反编译进行验证,对包含上面的方法的类使用以下命令反编译验证
javac ArrayTest.java//生成ArrayTest.class文件
javap -c ArrayListTest.class//对class文件反编译
得到removeWayThree方法的反编译代码如下:

 public static void removeWayThree(java.util.ArrayList<java.lang.Integer>);
    Code:
       0: aload_0
       1: invokevirtual #12   // Method java/util/ArrayList.iterator:()Ljava/util/Iterator;
       4: astore_1
       5: aload_1
       6: invokeinterface #13,  1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z   调用Iterator.hasNext()方法
      11: ifeq          44
      14: aload_1
      15: invokeinterface #14,  1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;调用Iterator.next()方法
      20: checkcast     #9                  // class java/lang/Integer
      23: astore_2
      24: aload_2
      25: iconst_3
      26: invokestatic  #4                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
      29: invokevirtual #10                 // Method java/lang/Integer.equals:(Ljava/lang/Object;)Z 
      32: ifeq          41
      35: aload_0
      36: aload_2
      37: invokevirtual #15                 // Method java/util/ArrayList.remove:(Ljava/lang/Object;)Z
      40: pop
      41: goto          5
      44: return

可以很清楚得看到Iterator.hasNext()来判断是否还有下一个元素,和Iterator.next()方法来获取下一个元素。而因为在删除元素时,remove()方法会调用fastRemove()方法,其中会对modCount+1,代表对数组进行了修改,将修改次数+1。

 public boolean remove(Object o) {
     if (o == null) {
         for (int index = 0; index < size; index++)
             if (elementData[index] == null) {
                 fastRemove(index);
             return true;
         }
     } else {
         for (int index = 0; index < size; index++)
             if (o.equals(elementData[index])) {
                 fastRemove(index);
                 return true;
             }
     }
 		return false;
}
private void fastRemove(int index) {
    modCount++;
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
    			System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}

而当删除完元素后,进行下一次循环时,会调用下面源码中Itr.next()方法获取下一个元素,会调用checkForComodification()方法对ArrayList进行校验,判断在遍历ArrayList是否已经被修改,由于之前对modCount+1,而expectedModCount还是初始化时ArrayList.Itr对象时赋的值,所以会不相等,然后抛出ConcurrentModificationException异常。
那么有什么办法可以让expectedModCount及时更新呢?
可以看到下面Itr的源码中,在Itr.remove()方法中删除元素后会对 expectedModCount更新,所以我们在使用删除元素时使用Itr.remove()方法来删除元素就可以保证expectedModCount的更新了,具体看第5种方法。

private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // 游标
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;//期待的modCount值

        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();//判断expectedModCount与当前的modCount是否一致
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

        public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();
            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);
                cursor = lastRet;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;//更新expectedModCount
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

第4种方法 - Iterator遍历,使用ArrayList.remove()删除元素(结果:抛出异常)

Iterator<Integer> iterator = arrayList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Integer value = iterator.next();
    if (value.equals(3)) {//3是要删除的元素
    		arrayList.remove(value);
    }
    System.out.println("当前arrayList是"+arrayList.toString());
}

输出结果:

当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)
	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)
	at com.test.ArrayListTest1.removeWayFour(ArrayListTest1.java:61)
	at com.test.ArrayListTest1.main(ArrayListTest1.java:25)

第3种方法在编译后的代码,其实是跟第4种是一样的,所以第四种写法也会抛出ConcurrentModificationException异常。这种需要注意的是,每次调用iterator的next()方法,会导致游标向右移动,从而达到遍历的目的。所以在单次循环中不能多次调用next()方法,不然会导致每次循环时跳过一些元素,我在一些博客里面看到了一些错误的写法,比如这一篇《在ArrayList的循环中删除元素,会不会出现问题?》文章中:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-r0WBKbM6-1591528677212)(/Users/ruiwendaier/Library/Application Support/typora-user-images/image-20200101124822998.png)]
先调用iterator.next()获取元素,与elem进行比较,如果相等,再调用list.remove(iterator.next());来移除元素,这个时候的iterator.next()其实已经不是与elem相等的元素了,而是后一个元素了,我们可以写个demo来测试一下

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList();
arrayList.add(1);
arrayList.add(2);
arrayList.add(3);
arrayList.add(4);
arrayList.add(5);
arrayList.add(6);
arrayList.add(7);

Integer elem = 3;
Iterator iterator = arrayList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(arrayList);
    if(iterator.next().equals(elem)) {
    		arrayList.remove(iterator.next());
    }
} 

输出结果如下:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
[1, 2, 3, 5, 6, 7]
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)
	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)
	at com.test.ArrayListTest1.main(ArrayListTest1.java:29)

可以看到移除的元素其实不是3,而是3之后的元素,因为调用了两次next()方法,导致游标多移动了。所以应该使用Integer value = iterator.next();将元素取出进行判断。

第5种方法 - Iterator遍历,使用Iterator的remove删除元素(结果:正确删除)

Iterator<Integer> iterator = arrayList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Integer value = iterator.next();
    if (value.equals(3)) {//3是需要删除的元素
        iterator.remove();
    }
}

输出结果:

当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 4, 5]
当前arrayList是[1, 2, 4, 5]

可以正确删除元素。
跟第3种和第4种方法的区别在于是使用iterator.remove();来移除元素,而在remove()方法中会对iterator的expectedModCount变量进行更新,所以在下次循环调用iterator.next()方法时,expectedModCount与modCount相等,不会抛出异常。

HashMap遍历时删除元素的几种姿势

首先结论如下:
第1种方法 - for-each遍历HashMap.entrySet,使用HashMap.remove()删除(结果:抛出异常)。
第2种方法-for-each遍历HashMap.keySet,使用HashMap.remove()删除(结果:抛出异常)。
第3种方法-使用HashMap.entrySet().iterator()遍历删除(结果:正确删除)。
下面让我们来详细探究一下原因吧!
HashMap的遍历删除方法与ArrayList的大同小异,只是api的调用方式不同。首先初始化一个HashMap,我们要删除key包含"3"字符串的键值对。

HashMap<String,Integer> hashMap = new HashMap<String,Integer>();
hashMap.put("key1",1);
hashMap.put("key2",2);
hashMap.put("key3",3);
hashMap.put("key4",4);
hashMap.put("key5",5);
hashMap.put("key6",6);

第1种方法 - for-each遍历HashMap.entrySet,使用

HashMap.remove()删除(结果:抛出异常)
for (Map.Entry<String,Integer> entry: hashMap.entrySet()) {
        String key = entry.getKey();
        if(key.contains("3")){
            hashMap.remove(entry.getKey());
        }
     System.out.println("当前HashMap是"+hashMap+" 当前entry是"+entry);

}

输出结果:

当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前entry是key1=1
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前entry是key2=2
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前entry是key5=5
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前entry是key6=6
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4} 当前entry是key3=3
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.HashMap$HashIterator.nextNode(HashMap.java:1429)
	at java.util.HashMap$EntryIterator.next(HashMap.java:1463)
	at java.util.HashMap$EntryIterator.next(HashMap.java:1461)
	at com.test.HashMapTest.removeWayOne(HashMapTest.java:29)
	at com.test.HashMapTest.main(HashMapTest.java:22)

第2种方法-for-each遍历HashMap.keySet,使用

HashMap.remove()删除(结果:抛出异常)
Set<String> keySet = hashMap.keySet();
for(String key : keySet){
    if(key.contains("3")){
        keySet.remove(key);
    }
    System.out.println("当前HashMap是"+hashMap+" 当前key是"+key);
}

输出结果如下:

当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前key是key1
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前key是key2
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前key是key5
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前key是key6
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4} 当前key是key3
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.HashMap$HashIterator.nextNode(HashMap.java:1429)
	at java.util.HashMap$KeyIterator.next(HashMap.java:1453)
	at com.test.HashMapTest.removeWayTwo(HashMapTest.java:40)
	at com.test.HashMapTest.main(HashMapTest.java:23)3种方法-使用HashMap.entrySet().iterator()遍历删除(结果:正确删除)
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator  = hashMap.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();
    if(entry.getKey().contains("3")){
        iterator.remove();
    }
    System.out.println("当前HashMap是"+hashMap+" 当前entry是"+entry);
}

输出结果:

当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key1=1
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key2=2
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key5=5
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key6=6
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key4=4
当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4} 当前entry是deletekey=3

第1种方法和第2种方法抛出ConcurrentModificationException异常与上面ArrayList错误遍历-删除方法的原因一致,HashIterator也有一个expectedModCount,在遍历时获取下一个元素时,会调用next()方法,然后对
expectedModCount和modCount进行判断,不一致就抛出ConcurrentModificationException异常。

abstract class HashIterator {
    Node<K,V> next;        // next entry to return
    Node<K,V> current;     // current entry
    int expectedModCount;  // for fast-fail
    int index;             // current slot

    HashIterator() {
        expectedModCount = modCount;
        Node<K,V>[] t = table;
        current = next = null;
        index = 0;
        if (t != null && size > 0) { // advance to first entry
            do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
        }
    }

    public final boolean hasNext() {
        return next != null;
    }

    final Node<K,V> nextNode() {
        Node<K,V>[] t;
        Node<K,V> e = next;
        if (modCount != expectedModCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
        if (e == null)
            throw new NoSuchElementException();
        if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {
            do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
        }
        return e;
    }

    public final void remove() {
        Node<K,V> p = current;
        if (p == null)
            throw new IllegalStateException();
        if (modCount != expectedModCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
        current = null;
        K key = p.key;
        removeNode(hash(key), key, null, false, false);
        expectedModCount = modCount;
    }
}

ConcurrentModificationException是什么?

根据ConcurrentModificationException的文档介绍,一些对象不允许并发修改,当这些修改行为被检测到时,就会抛出这个异常。(例如一些集合不允许一个线程一边遍历时,另一个线程去修改这个集合)。
一些集合(例如Collection, Vector, ArrayList,LinkedList, HashSet, Hashtable, TreeMap, AbstractList, Serialized Form)的Iterator实现中,如果提供这种并发修改异常检测,那么这些Iterator可以称为是"fail-fast Iterator",意思是快速失败迭代器,就是检测到并发修改时,直接抛出异常,而不是继续执行,等到获取到一些错误值时在抛出异常。
异常检测主要是通过modCount和expectedModCount两个变量来实现的,

modCount
集合被修改的次数,一般是被集合(ArrayList之类的)持有,每次调用add(),remove()方法会导致modCount+1

expectedModCount
期待的modCount,一般是被Iterator(ArrayList.iterator()方法返回的iterator对象)持有,一般在Iterator初始化时会赋初始值,在调用Iterator的remove()方法时会对expectedModCount进行更新。(可以看看上面的ArrayList.Itr源码)

然后在Iterator调用next()遍历元素时,会调用checkForComodification()方法比较modCount和expectedModCount,不一致就抛出ConcurrentModificationException。
单线程操作Iterator不当时也会抛出ConcurrentModificationException异常。(上面的例子就是)

总结

因为ArrayList和HashMap的Iterator都是上面所说的“fail-fast Iterator”,Iterator在获取下一个元素,删除元素时,都会比较expectedModCount和modCount,不一致就会抛出异常。
所以当使用Iterator遍历元素(for-each遍历底层实现也是Iterator)时,需要删除元素,一定需要使用 Iterator的remove()方法 来删除,而不是直接调用ArrayList或HashMap自身的remove()方法,否则会导致Iterator中的expectedModCount没有及时更新,之后获取下一个元素或者删除元素时,expectedModCount和modCount不一致,然后抛出ConcurrentModificationException异常。

作者:NotFound9
链接:https://juejin.im/post/5e0c3c38f265da5d1a446a8c
来源:掘金
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<think>好的,我现在需要分析用户提供的Java代码中的错误。用户提到这段代码在运行时会出现问题,需要找出错误的原因。首先,我得仔细阅读代码,理解它的逻辑,然后逐步排查可能的错误点。 首先,代码的大致结构是创建了一个ArrayList集合,添加了一些字符串元素,包括"one"、"#"、"two"等等。然后通过迭代器遍历集合,在遍历过程中如果遇到元素等于"#",就调用集合的remove方法删除元素。最后打印修改后的集合。根据用户的注释,输出结果并没有删除任何"#",所以需要找出为什么删除操作没有生效。 首先,回忆Java中迭代器的使用规则。在使用迭代器遍历集合的时候,如果直接通过集合的add或remove方法修改集合结构,会导致并发修改异常(ConcurrentModificationException),因为迭代器在遍历时检测到集合的结构被修改,但并不是通过迭代器自身的方法进行的。不过,在用户提供的代码中,似乎并没有抛出异常,而是删除操作没有成功。这可能是一个关键点。 接下来,仔细看代码中的删除部分。在迭代过程中,当str等于"#"时,调用c.remove(str),也就是直接通过集合的remove方法删除元素。根据Java的规范,如果在使用迭代器遍历时,直接调用集合的remove方法而不是迭代器的remove方法,会导致迭代器的状态不一致,可能引发异常或者未预期的行为。例如,在ArrayList中,当使用迭代器遍历时,集合的结构被修改,迭代器内部的游标和预期元素数量会不一致,从而可能抛出ConcurrentModificationException。但用户运行的结果是没有删除元素,也没有异常,这可能是什么原因? 现在需要测试代码的运行情况。假设运行这段代码,是否真的不会抛出异常?或者用户可能在示例中没有实际运行,或者有其他情况。例如,在Java中,某些情况下可能不会立即抛出异常,但结果不符合预期。 另外,考虑集合的remove方法的行为。Collection接口的remove方法删除元素时,如果存在多个相同的元素,只会删除第一个匹配的元素。然而,在循环中,每次调用c.remove("#")是否真的能删除所有"#"? 或者可能在迭代过程中删除一个后,后续的迭代出现错误? 或者,可能存在代码中的逻辑错误,比如在迭代过程中删除元素后,集合的结构改变导致后续的迭代未正确执行。例如,当使用集合的remove方法删除元素时,迭代器可能不知道这个变化,从而在后续调用next()时出现异常。 但根据用户提供的输出结果,执行后的集合仍然包含所有的"#",这说明删除操作根本没有执行成功。这可能是什么原因? 再仔细看一下代码中的条件判断:if("#".equals(str)),然后调用c.remove(str)。假设当str是"#"时,确实执行了删除操作。那为什么集合中的元素没有被删除? 可能的原因在于,在遍历过程中使用集合的remove方法删除元素,会导致迭代器的下一个元素的位置出现问题。例如,在ArrayList中,如果在迭代过程中删除了当前元素,后面的元素会前移,而迭代器的内部索引可能没有正确调整,导致无法正确遍历所有元素,或者导致某些元素被跳过。或者,可能在某些情况下,删除操作并未真正执行? 或者,是否有可能在调用c.remove(str)时,并没有实际删除元素?例如,当集合中存在多个相同的元素时,每次删除的是第一个出现的元素,但可能在循环中并没有删除所有的"#"。但根据用户的示例,集合中的"#"并没有被删除,所以这可能不是原因。 或者,可能存在并发修改的问题,导致删除操作被忽略?比如,当使用集合的remove方法时,会修改集合的modCount变量,而迭代器内部维护了一个expectedModCount变量,当两者不一致时,迭代器会抛出ConcurrentModificationException。这可能是在迭代过程中调用了集合的remove方法导致的异常,但用户的示例输出显示程序正常结束,并打印了集合,说明没有异常发生。这似乎矛盾。 现在需要仔细检查代码的具体执行流程。例如,当使用迭代器遍历集合时,每次调用it.next()会获取下一个元素。假设集合中有元素:one, #, two, #, three, #, four, #, five。 第一次循环:hasNext()返回true,next()返回"one"。判断不是"#",不执行删除。 第二次循环:返回"#",判断成立,调用c.remove("#")。此时,集合中的第一个"#"被删除,此时集合变为:one, two, #, three, #, four, #, five。注意,此时集合的结构已经改变,但迭代器的内部状态可能还未更新。接下来继续循环,此时迭代器的下一个元素应该是原来的第三个元素(即现在的第二个元素)? 此时,集合的结构已经改变,但迭代器内部的游标可能已经指向了原来的第二个位置(即删除后的第一个位置之后的元素),导致后续的遍历出现错误。例如,在删除元素后,集合的size减1,但迭代器的游标可能仍然按照原来的索引进行,从而导致后续的遍历跳过某些元素或者触发异常。 不过,根据用户提供的输出结果,程序并没有抛出异常,而最终的集合仍然包含所有的"#",这可能意味着在循环中并没有删除任何元素。这说明在调用c.remove(str)时,可能并没有成功删除元素。这可能是什么原因? 这时候需要考虑到,当使用集合的remove(Object o)方法时,该方法会删除集合中第一个出现的指定元素。但是,如果在迭代过程中修改了集合的结构,会导致迭代器的下一次调用next()或hasNext()时检测到modCount的变化,从而抛出ConcurrentModificationException。在这种情况下,用户代码中的循环可能还没有处理完所有元素就已经抛出异常,导致后续的删除操作没有执行。 但是在用户的示例中,程序执行完毕,并且输出了集合,说明程序正常结束,没有异常抛出。那这说明在这种情况下,并没有触发ConcurrentModificationException。这可能是因为在调用c.remove(str)的时候,刚好删除了最后一个元素,或者某种情况下modCount没有被检测到? 或者,可能用户的Java版本不同,某些情况下不会抛出异常?或者用户没有实际运行代码,只是预期结果不正确? 这可能涉及到Java的fail-fast机制。在Java中,当使用迭代器遍历集合时,如果检测到结构变化不是通过迭代器自身的remove方法,就会抛出ConcurrentModificationException。但是,这种检测是在迭代器的操作中进行的,例如在调用next()或hasNext()时检查modCount是否等于expectedModCount。所以,如果在调用c.remove()之后,下一次调用it.hasNext()或it.next()时,迭代器会发现modCount被修改,从而抛出异常。 例如,在用户的代码中,当第一次遇到"#"并删除后,下一次循环调用it.hasNext()时,迭代器会检查modCount是否变化,发现变化后抛出异常。这样程序就会终止,导致后面的元素没有被处理,而集合中的第一个"#"被删除,但后面的没有被删除。但用户提供的输出结果是原集合没有变化,这说明可能没有删除任何元素。这说明可能用户提供的代码在运行中抛出了异常,导致删除操作并未执行,或者用户提供的输出结果与实际不符? 这时候需要实际运行代码来验证。假设我运行这段代码: 集合初始化为[one, #, two, #, three, #, four, #, five]。 当迭代器开始遍历,第一次取到"one",不删除。 第二次取到"#",调用c.remove("#"),此时集合变为[one, two, #, three, #, four, #, five]。此时,迭代器的expectedModCount还是原来的值,而集合的modCount已经增加。当第三次循环时,调用it.hasNext(),这时迭代器内部的expectedModCount与集合的modCount不一致,因此抛出ConcurrentModificationException,程序终止,导致最终的集合只删除了第一个"#",而后续的未被处理。但用户提供的输出显示集合未变化,这与我的预期不符,可能存在其他问题。 但用户提供的输出显示执行后的集合仍然是原来的样子,这说明可能没有删除任何元素,或者在删除后又重新添加了元素?或者用户提供的代码中是否有其他问题? 或者,问题可能出在集合的remove方法是否成功删除元素。例如,当调用c.remove(str)时,如果集合中存在多个相同的元素,该方法只会删除第一个出现的元素。但是在循环中,可能每次删除的是第一个出现的"#",但迭代器的位置可能在删除后出现跳跃,导致后续的"#"没有被处理。例如,在删除第一个"#"之后,集合的结构改变,但迭代器仍然继续向后遍历,导致后面的某些元素被跳过。 不过,更可能的是,在第一次调用c.remove("#")后,集合的结构变化被迭代器检测到,导致在后续的循环中抛出异常,从而程序终止,无法继续删除后面的元素。因此,最终集合中可能只删除了第一个"#",而其他未被删除,但用户给出的输出却显示所有"#"仍在集合中,这说明可能用户给出的代码示例中的输出与实际运行结果不符,或者用户可能没有实际运行代码,或者我的分析有误。 或者,可能该问题并非抛出异常,而是因为代码中某些逻辑错误,导致删除操作没有正确执行。例如,当通过集合的remove方法删除元素时,该元素是否确实存在于集合中?例如,可能在判断条件上有错误,导致删除未被正确触发? 例如,在代码中,条件是if("#".equals(str)),然后调用c.remove(str)。这里判断正确,所以当元素是"#"时,确实会调用remove方法。但是,假设在迭代过程中,每次删除的是当前元素,那么当集合的结构改变后,后续的迭代可能无法正确遍历所有元素。例如,当删除第一个"#"后,原来的第二个元素(即two)现在位于第二个位置,而迭代器的指针可能指向下一个位置,导致后面的元素被跳过。 假设原始集合索引为0: one, 1: #, 2: two, 3: #, 4: three, 5: #, 6: four, 7: #, 8: five. 第一次循环,处理索引0的元素"one",不删除。 第二次循环,处理索引1的"#",删除后,集合变为: 索引0: one, 1: two, 2: #, 3: three, 4: #, 5: four, 6: #, 7: five. 此时,迭代器内部可能期望的下一个索引是2。但在新的集合中,原来的索引2的元素现在位于索引1的位置。因此,当迭代器继续访问下一个元素时,可能获取的是two(原索引2的元素现在索引1的位置),但迭代器的指针可能已经指向了索引2,导致跳过了某些元素? 或者,这取决于ArrayList迭代器的实现方式。如果迭代器在遍历时维护了一个游标(cursor),在调用next()时返回cursor位置的元素,并将cursor加1。当在遍历过程中删除元素,集合的大小发生变化,但迭代器的游标没有调整,这样会导致后续的遍历出现错误。例如,假设在删除元素后,集合的大小减1,而迭代器的游标可能已经超过新的集合大小,导致hasNext()返回false,循环结束,从而只处理了前两个元素? 例如,原集合有9个元素。当处理第二个元素(索引1)后,调用c.remove("#"),集合大小变为8。此时,迭代器的游标可能已经指向了2。在下一轮循环中,调用it.hasNext()时,检查游标是否小于当前集合的大小(现在为8)。此时,游标为2,小于8,返回true。然后调用next(),返回索引2的元素,即原来的索引3的元素"#",即现在位于索引2的位置。这时候,再次判断是否为"#",执行删除操作。此时集合大小变为7。这样,可能每次删除一个"#",但剩下的元素可能被正确遍历。或者,这种情况下可能导致ConcurrentModificationException,因为每次调用c.remove()都会增加modCount,而迭代器的expectedModCount没有更新,导致在下一次调用next()时检测到不一致,抛出异常。 例如,第一次删除操作后,modCount增加,当再次调用it.next()时,迭代器检查modCount != expectedModCount,抛出ConcurrentModificationException,程序终止。因此,此时只能删除第一个"#",然后程序崩溃,剩下的元素未被处理。最终的集合应该包含剩下的三个"#",而不是全部。但用户提供的输出显示集合中的元素完全未被删除,这似乎矛盾。 这说明可能用户提供的代码在运行中并没有正确执行删除操作,或者用户提供的输出结果与实际不符。或者,可能我的分析存在错误。 另一种可能性是,在Java的某些版本中,对于这种情况的处理方式不同。例如,在单线程的情况下,可能允许在迭代过程中通过集合的remove方法删除元素,只要在删除后迭代器不再继续使用。但根据Java的规范,这是不允许的,应该抛出ConcurrentModificationException。 可能用户提供的代码中,在调用c.remove(str)之后,迭代器继续使用,导致抛出异常,但用户没有捕获该异常,导致程序终止,最终的集合只删除了第一个"#"。但是,用户提供的输出显示集合完全没有变化,这说明可能删除操作根本没有执行。 这时候需要重新检查代码逻辑。例如,当调用c.remove(str)时,是否真的执行了删除? 假设在第一次循环中,str是"one",不执行删除。第二次循环,str是"#",执行c.remove(str)。此时,集合中的第一个"#"被删除。这时,集合变为[one, two, #, three, #, four, #, five, five]?或者原集合的初始元素是: 初始添加顺序是: c.add("one"); c.add("#"); c.add("two"); c.add("#"); c.add("three"); c.add("#"); c.add("four"); c.add("#"); c.add("five"); 所以初始顺序是:one, #, two, #, three, #, four, #, five。共有9个元素,其中四个"#"。 当第一次删除第一个"#"后,集合变为:one, two, #, three, #, four, #, five。此时,集合的大小为8个元素。此时,迭代器内部可能期望的下一个索引是2。在调用it.hasNext()时,新的集合大小是8,所以索引2是否有效?是的。然后,第三次循环中,调用next()返回索引2的元素,即现在的第三个元素是原来的第三个元素(two之后的是#),即现在的位置是索引2的元素是"#"。此时,再次调用c.remove("#"),删除元素,集合变为:one, two, three, #, four, #, five。此时,集合的大小变为7,modCount再次增加。然后迭代器继续循环,当再次调用hasNext()时,迭代器检测到modCount变化,抛出异常。这样,在删除两个"#"后程序终止,集合中剩下两个"#"。但用户提供的输出显示集合完全没有变化,说明我的分析可能有问题。 这可能意味着用户提供的代码中存在其他错误,例如,在调用c.remove(str)时,并没有真正删除元素。例如,如果集合是ArrayList,而remove(Object o)方法在删除元素时,是否因为某些原因没有找到该元素? 例如,当元素是字符串时,是否存在比较问题?例如,str是"#",而集合中的元素确实是"#",所以equals比较返回true,所以应该成功删除。所以这应该没问题。 或者,问题出在并发修改导致迭代器的行为异常。例如,在第一次删除后,迭代器内部的状态被破坏,导致后续的hasNext()错误地返回false,从而循环提前终止,导致只有第一个"#"被删除,其他未被处理。但用户输出显示所有元素未被删除,这说明可能连第一个"#"也没有被删除。 这时候可能需要考虑,在调用集合的remove方法时,是否成功删除元素。例如,在ArrayList的remove(Object o)方法中,它会遍历集合查找第一个匹配的元素,如果找到则删除,返回true,否则返回false。如果用户提供的代码中,调用c.remove(str)时,返回了false,说明删除失败。但为什么? 例如,假设在代码中,当调用c.remove(str)时,str的值可能被改变?或者,是否在条件判断中出现了错误? 在代码中,条件是if("#".equals(str))。这里判断正确,所以当str是"#"时,才会执行删除。所以,当str确实是"#"时,才会调用c.remove(str)。此时,集合中的该元素应该被删除。 假设在第一次循环中,迭代器取出第一个元素"one",不删除。 第二次循环,取出第一个"#",调用c.remove("#"),成功删除,集合变为: ["one", "two", "#", "three", "#", "four", "#", "five"] 此时,迭代器内部的expectedModCount仍然是初始值,而集合的modCount已经增加。当第三次循环调用it.hasNext()时,迭代器检查hasNext(),此时可能会触发ConcurrentModificationException,因为modCount不等于expectedModCount。 因此,在第二次循环后,第三次循环开始,调用hasNext(),此时迭代器检查modCount,发现不一致,抛出异常,程序终止。此时,集合中已经删除了第一个"#",其他未被处理,因此最终的集合应该包含三个"#"。但用户提供的输出显示集合完全没有变化,这说明可能与实际情况不符。 这时候,问题可能在于用户提供的代码是否真实运行过。例如,用户可能认为调用集合的remove方法在迭代器中是可行的,但实际上会导致异常,导致删除操作未能完成,而用户提供的输出是假设没有异常的情况下发生的情况,但实际运行中程序崩溃,无法到达最后的输出语句。 或者,用户提供的代码中,可能捕获了异常,导致程序继续运行,但输出结果不正确。但在用户提供的代码中,并没有try-catch块,所以异常会导致程序终止,最后的System.out.println(c);不会被执行。 因此,正确的分析应该是:在迭代过程中使用集合的remove方法会导致ConcurrentModificationException,因此程序在第一次删除"#"后就会抛出异常,终止执行,最后的输出语句不会被执行。所以用户提供的输出结果可能不正确,或者用户没有实际运行代码。 但根据用户提供的输出,程序正常执行完毕,并打印了原集合,这说明可能删除操作没有执行。这可能意味着用户提供的代码中存在其他错误,或者我的分析有误。 另一种可能性是,在Java 8或更高版本中,对于单线程环境中的这种操作,是否允许在迭代过程中通过集合的remove方法删除元素而不抛出异常?这似乎不符合Java的规范,因为根据官方文档,任何在迭代过程中对集合的结构修改(除了通过迭代器自身的remove方法)都会导致ConcurrentModificationException。 可能用户提供的代码示例中,在调用c.remove(str)之后,迭代器并没有继续使用?或者,是否在某种情况下,modCount的变化没有被检测到? 例如,假设在删除元素之后,循环立即结束,那么可能不会触发异常。例如,当删除最后一个元素时,迭代器的hasNext()返回false,所以循环结束,不会调用next(),从而不会触发异常。但这在用户的代码中,当删除某个中间的"#"时,可能不会出现这种情况。 例如,假设集合中的最后一个元素是"five",当处理到某个中间的"#"时,删除后,后续的元素数目减少,但迭代器可能仍然试图访问后续的位置,导致异常。 回到问题本身,用户提供的代码中的错误在于在迭代过程中调用了集合的remove方法,而不是迭代器的remove方法,这会导致ConcurrentModificationException。但根据用户提供的输出结果,程序正常结束,并没有删除任何元素,这可能意味着用户可能没有实际运行代码,或者示例中的输出是期望的结果,而实际运行会抛出异常。 总结:错误的原因是,在迭代过程中使用集合的remove方法而不是迭代器的remove方法,导致并发修改异常,从而无法正确删除元素正确的做法是在迭代过程中使用迭代器的remove方法。例如,将c.remove(str)替换为it.remove()。这样,迭代器会正确调整其内部状态,同时安全地删除元素。</think>该Java代码存在并发修改异常问题,具体分析如下: $$ConcurrentModificationException$$ **错误原因分析:** 1. **迭代期间非法修改集合** 在`while(it.hasNext())`循环中,直接调用`c.remove(str)`(集合的remove方法)进行删除操作。这违反了迭代器遍历的黄金规则:**在迭代过程中只能通过迭代器自身的方法修改集合**。 2. **集合与迭代器状态不同步** ArrayList内部维护`modCount`(修改次数计数器),当通过集合直接删除元素时,`modCount`会自增,但迭代器内部的`expectedModCount`不会更新。在下一次调用`next()`或`hasNext()`时,检测到`modCount != expectedModCount`就会抛出异常。 **代码执行过程模拟:** ``` 原始集合:[one, #, two, #, three, #, four, #, five] 迭代器游标初始位置:^ 第一次循环:取到"one"(无删除) 第二次循环:取到"#",调用c.remove("#")删除元素 此时集合变为:[one, two, #, three, #, four, #, five] 迭代器expectedModCount=0,实际modCount=1 → 状态不一致 第三次循环调用hasNext()时检测到不一致 → 抛出ConcurrentModificationException ``` **修正方案:** 使用迭代器的`remove()`方法进行删除: ```java Iterator<String> it = c.iterator(); while(it.hasNext()){ String str = it.next(); if("#".equals(str)){ it.remove(); //✅ 正确使用迭代器的删除方法 } } ``` **修正后输出:** $$[one, two, three, four, five]$$ **关键知识点总结:** 1. **迭代器工作模式** 通过`hasNext()`和`next()`实现**懒加载**遍历,游标初始位置在第一个元素前。 2. **fail-fast机制** Java集合通过`modCount`实现快速失败机制,确保多线程/单线程环境下集合结构变化的可预测性。 3. **正确删除姿势** - 每次调用`next()`后只能调用一次`iterator.remove()` - 删除前必须调用`next()`定位到有效元素 - 不能混合使用集合和迭代器的修改操作
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