7.4 集合遍历

 

7.4 集合遍历

在软件开发实践中，经常需要遍历集合中的所有元素，执行某些操作。Java 提供了多种遍历集合的方法，最常用的是 Iterator 接口和 for-each 循环。本文详细介绍这两种方法，并探讨它们的使用场景和技术细节。

7.4.1 Iterator 接口

Iterator 接口是 Java 集合框架的核心接口之一，主要用于迭代访问集合中的元素。与用于存储的 Collection 接口和 Map 接口不同，Iterator 更专注于元素的遍历。

如何使用 Iterator

Iterator 允许程序员以统一的方式访问集合的各种类型，如 ArrayList 和 HashSet。以下是使用 Iterator 遍历集合的典型步骤：

1. 获取迭代器：使用集合的 iterator() 方法获得一个迭代器实例。
2. 遍历元素：通过调用 hasNext() 方法检查集合中是否还有元素，然后使用 next() 方法获取并移动到下一个元素。

示例代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class Example03 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("张三");
        list.add("李四");
        list.add("王五");
        list.add("赵六");

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

此示例展示了创建一个 ArrayList，添加元素，并使用 Iterator 遍历输出每个元素的基本过程。

Iterator 的注意事项

• 类型安全：虽然 next() 方法返回的是 Object 类型，但可以通过泛型提供类型安全的迭代。
• 并发修改异常：在迭代期间尝试直接修改集合（非通过 Iterator 的 remove() 方法），会抛出 ConcurrentModificationException。

避免并发修改异常

在使用 Iterator 遍历时，如果需要修改集合，应该使用 Iterator 自己的 remove() 方法，而不是集合的 remove() 方法。这样做可以避免并发修改异常，因为 Iterator 会在内部调整预期的修改状态。

修改安全的遍历示例

Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String obj = it.next();
    if ("张三".equals(obj)) {
        it.remove(); // 使用迭代器的 remove 方法安全删除元素
    }
}

在此示例中，我们安全地在遍历过程中删除了指定的元素。

总结

Iterator 和 for-each 循环提供了在 Java 中遍历集合的强大工具。正确使用这些工具不仅可以提高代码的可读性和灵活性，还可以避免常见的并发修改错误。通过理解和正确应用这些集合遍历技术，开发者可以更有效地管理和使用数据集合。

 

 

7.4.2 foreach 循环

Java 的 foreach 循环提供了一种极为简便的方式来遍历数组或集合中的元素。这种循环方式自 JDK 5 引入后，成为了处理集合元素的首选技术之一，特别是在需要读取而非修改集合时。

简介与语法

foreach 循环，又称为增强型 for 循环，通过简化的语法让开发者能够直接遍历数组或集合中的每个元素，而无需手动控制索引或迭代器。其基本语法结构如下：

for (元素类型 临时变量 : 集合对象) {
    // 执行语句
}

这种语法避免了使用传统 for 循环时必需的长度控制和元素索引，使得代码更加清晰易读。

应用示例

考虑一个简单的场景，我们有一个包含若干姓名的 ArrayList，并希望遍历输出每一个姓名：

import java.util.ArrayList;

public class Example05 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("张三");
        list.add("李四");
        list.add("王五");

        for (String name : list) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

在上述代码中，foreach 循环迅速且直接地访问了 list 中的每一个元素，并将其打印出来，无需额外的迭代或索引处理。

foreach 循环的局限性

尽管 foreach 循环在许多场景中都非常有用，它在某些特定情况下显示出了局限性：

1. 不可修改元素：foreach 循环无法修改正在遍历的集合的结构，例如添加或删除元素。尝试这样做会抛出 ConcurrentModificationException。
2. 仅值传递：在遍历数组时，foreach 循环使用的是元素的副本而非元素本身。因此，任何对元素的修改都不会反映到原数组中。

示例：修改数组中的元素

public class Example06 {
    static String[] strs = {"aaa", "bbb", "ccc"};

    public static void main(String[] args) {
        for (String str : strs) {
            str = "ddd";
        }
        System.out.println("foreach 循环修改后的数组：" + strs[0] + "," + strs[1] + "," + strs[2]);

        for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
            strs[i] = "ddd";
        }
        System.out.println("普通 for 循环修改后的数组：" + strs[0] + "," + strs[1] + "," + strs[2]);
    }
}

在上述例子中，通过 foreach 循环尝试修改数组元素是无效的，因为它仅修改了临时变量 str 的副本。而普通的 for 循环则能通过直接索引来修改数组，显示出其灵活性。

总结

foreach 循环在 Java 中是处理集合元素的一个极为便捷的工具，特别是在读取操作中。它简化了代码，减少了出错的可能，使得代码更加整洁。然而，开发者在使用时也需要注意其局限性，特别是在需要修改集合内容或性能敏感的环境下。