Java遍历集合元素并修改

本文详细解析了Java中for循环、增强for循环、普通迭代器和集合迭代器在遍历List和Set时的行为差异,特别是针对元素修改、删除和添加的情况。强调了在遍历过程中修改集合可能导致的ConcurrentModificationException异常,以及如何通过迭代器正确地进行集合操作。同时,介绍了快速失败机制及其在各种遍历方式中的应用。

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结论:fori循环可以修改、删除、添加,但是要注意的是下标还是元素;增强for循环内,可以修改,不可以删除、添加。想要删除、添加,使用集合迭代器的删除、添加方法。

对List和Set的遍历,有四种方式,下面以ArrayList为例进行说明。

1.1 fori循环
使用普通for循环的遍历方式效率最高,尽量将循环无关的代码放置在集合外执行。

代码如下:

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.println(i);
}

如果要在普通for循环里对集合元素进行删除操作,可能会出现问题:

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(2);
    list.add(4);
    list.add(5);
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        if (list.get(i) == 2) {
            list.remove(i);
        }
    }
    System.out.println(list);
}
//运行结果如下:

//[1, 2, 4, 5]

结果说明:

集合中有两个值为2的元素,但是在代码执行之后,值为2的元素并没有完全移除。

在第一次删除后,集合发生了改变,删除位置之后的所有元素都向前挪动了一个位置,删除位置上的元素由下一位置上的元素替代。

在下次遍历时,从删除位置后开始判断,跳过了删除位置上的元素,从而导致最后打印的结果和预期的不一致。

改进的办法是在删除之后设置索引减1,重新判断删除位置上的元素。

1.2 增强for循环
进一步精简了遍历的代码,底层使用迭代器。

代码如下:

for (Integer i : list) {
    System.out.println(i);
}

如果在增强for循环里删除或者添加集合元素,那么一定会报异常:

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(2);
    list.add(4);
    list.add(5);
    for (Integer i : list) {
        if (i == 2) {
            list.remove(i);
        }
    }
    System.out.println(list);
}
//运行结果如下:

//java.util.ConcurrentModificationException

结果说明:

抛出ConcurrentModificationException异常是由快速失败(fail-fast)机制引起的,该机制是为了避免在遍历集合时,对集合的结构进行修改。

快速失败机制使用modCount记录集合的修改次数,在删除时除了删除对应元素外,还会更新modCount。

增强for循环本质上是使用迭代器进行遍历,迭代器在初始化时会使用expectedModCount记录当时的modCount,遍历时会检查expectedModCount是否和modCount相同,如果不同就会抛出ConcurrentModificationException异常。

1.3 使用迭代器
代码如下:

Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

如果在迭代器中使用集合提供的删除或添加方法,同样会报错:

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(2);
    list.add(4);
    list.add(5);
    Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        if (iterator.next() == 2) {
            list.add(6);
        }
    }
    System.out.println(list);
}
//运行结果如下:

//java.util.ConcurrentModificationException

结果说明:

这里抛出异常的原因和增强for循环一样,同样是因为快速失败机制。

解决办法是在迭代器中删除或添加元素时,使用迭代器提供的删除或添加方法,不要使用集合提供的删除或添加方法。

需要注意的是,普通迭代器中只提供了删除方法,在集合迭代器中还提供了添加和修改方法。

1.4 使用集合迭代器
代码如下:

ListIterator<Integer> iterator = list.listIterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

在迭代器中使用迭代器提供的删除或添加方法:

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(2);
    list.add(4);
    list.add(5);
    ListIterator<Integer> iterator = list.listIterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        if (iterator.next() == 2) {
            iterator.remove();
        }
    }
    System.out.println(list);
}
//运行结果如下:

//[1, 4, 5]

结果说明:

迭代器提供的方法同时维护了modCount和expectedModCount,所以不会产生快速失败。

1.5 使用forEach方法
forEach方法是JDK1.8新增的方法,需要配合Lambda表达式使用,代码如下:

list.forEach(i -> System.out.println(i));

使用forEach方法遍历:

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(2);
    list.add(4);
    list.add(5);
    list.forEach(i -> {
        if (i == 2) {
            list.remove(i);
        }
    });
    System.out.println(list);
}
//运行结果如下:

//java.util.ConcurrentModificationException

结果说明:

这里抛出异常的原因也是因为快速失败机制。

<think>嗯,用户想了解如何在Java遍历数组元素。首先,我需要回忆一下Java中数组遍历的基本方法。常见的方式有几种,比如for循环、增强型for循环,可能还有使用迭代器或者流(Stream)的方式。不过数组本身没有迭代器,可能需要转换成集合类比如ArrayList才能用迭代器。而流是Java 8引入的,可能属于比较高级的内容,但用户可能也需要知道。 接下来,得考虑用户的需求层次。可能用户是刚学Java的新手,所以基础方法更重要。需要先介绍最基础的for循环,按索引遍历。这里要提到数组的length属性,以及索引从0开始到length-1结束。然后增强型for循环foreach),更简洁,适合不需要索引的情况。这两种是最常用的。 然后,可能用户会想知道其他方法,比如使用Arrays类的stream方法,或者转换成列表后用迭代器。不过这些可能适用场景不同。比如流适合函数式编程,处理元素比较方便。迭代器的话,数组本身不支持,得先转成List,比如用Arrays.asList(),但要注意这个方法返回的列表是固定大小的,不能添加或删除元素,可能引发异常,所以需要提醒用户。 另外,可能需要考虑不同数据类型的数组,比如对象数组和基本类型数组(int[], double[]等),在转换成List时,基本类型数组会被当作一个单一对象处理,导致问题,比如Arrays.asList(intArray)会返回List<int[]>而不是List<Integer>,这可能是个坑,需要指出。 结构方面,应该分步骤讲解,每种方法给出示例代码,说明优缺点。比如传统的for循环灵活,可以访问索引,修改元素;增强型for循环更简洁但无法修改元素或获取索引;迭代器需要转换数组到列表;流处理适合复杂操作,比如过滤、映射等。 还要注意代码的正确性,比如在传统for循环中,条件判断是i < array.length,而不是<=,避免越界。在增强型for循环中,变量类型要和数组元素类型一致,或者使用Object。 可能用户在实际应用中会遇到的问题,比如遍历修改数组导致ConcurrentModificationException,但数组本身是固定长度的,如果用List的迭代器进行修改可能会有问题,需要说明。 最后,总结各种方法的适用场景,帮助用户根据需求选择合适的方法。比如需要索引或修改元素用传统for,只读且简洁用增强for,函数式处理用流。</think>在 Java遍历数组元素有以下几种常用方法,按使用频率排序: 一、基础 for 循环(索引遍历) ```java int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5}; for(int i = 0; i < numbers.length; i++) { System.out.println("索引 " + i + " 的: " + numbers[i]); } ``` 特点: 1. 可访问元素索引 2. 可修改数组元素 3. 适用于需要精确控制遍历流程的场景 二、增强型 for 循环foreach) ```java String[] fruits = {"苹果", "香蕉", "橙子"}; for(String fruit : fruits) { System.out.println(fruit); } ``` 特点: 1. 语法简洁 2. 无法获取当前索引 3. 不能修改数组元素(只能访问副本) 三、使用迭代器(需转换为 List) ```java import java.util.Arrays; import java.util.Iterator; Double[] prices = {9.9, 19.8, 29.7}; Iterator<Double> it = Arrays.asList(prices).iterator(); while(it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } ``` 注意: - 仅适用于对象类型数组(如 Integer[]) - 基本类型数组(如 int[])需先转换为包装类 四、Java 8 Stream API ```java char[] letters = {'A', 'B', 'C'}; Arrays.stream(letters).forEach(c -> System.out.println(c)); ``` 进阶用法: ```java int[] nums = {10, 20, 30}; Arrays.stream(nums) .filter(n -> n > 15) .forEach(System.out::println); ``` 特殊场景处理: 1. 多维数组遍历: ```java int[][] matrix = {{1,2}, {3,4}}; for(int[] row : matrix) { for(int num : row) { System.out.print(num + " "); } System.out.println(); } ``` 2. 遍历(多线程): ```java Arrays.stream(numbers).parallel().forEach(n -> { // 线程安全的操作 }); ``` 避坑指南: 1. `ArrayIndexOutOfBoundsException`:检查循环条件是否使用 `<` 而不是 `<=` 2. 基本类型数组转换时,应使用对应包装类型 3. 修改数组长度时,需创建新数组 根据实际需求选择方式: - 需要索引 → 基础 for 循环 - 只读遍历 → 增强型 for 循环 - 复杂操作 → Stream API - 多线程处理 → 行流 所有遍历方法时间复杂度均为 $O(n)$,空间复杂度为 $O(1)$(Stream 行流除外)
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