for、foreach、Iterator 比较

本文主要介绍 for、foreach、Iterator 的主要用法和比较

for、foreach循环、iterator迭代器都是我们常用的一种遍历方式,你可以用它来遍历任何东西:包括数组、集合等

for 惯用法:

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List<String> list = new ArrayList<String>();
String[] arr = new String[]{"1,2,3,4"};
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
    System.out.println(arr[i]);
}
for(int i = 0;i < list.size();i++){
    System.out.println(list.get(i));
}

foreach 惯用法:

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String[] arr = new String[]{"1,2,3,4"};
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("1");
list.add("2");
for(String str : arr){
    System.out.println(str);
}
for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

Iterator 惯用法:

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

速度对比

性能是我们选取某一种技术手段的一种考虑方式,且看这三种遍历方式的速度对比

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List<Long> list = new ArrayList<Long>();
long maxLoop = 2000000;
for(long i = 0;i < maxLoop;i++){
    list.add(i);
}

// for循环
long startTime = System.currentTimeMillis();
for(int i = 0;i < list.size();i++){
    ;
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(endTime - startTime + "ms");

// foreach 循环
startTime = System.currentTimeMillis();
for(Long lon : list){
    ;
}
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(endTime - startTime + "ms");

// iterator 循环
startTime = System.currentTimeMillis();
Iterator<Long> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    iterator.next();
}
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(endTime - startTime + "ms");

4ms 16ms 9ms

由以上得知,for()循环是最快的遍历方式,随后是iterator()迭代器,最后是foreach循环

remove操作三种遍历方式的影响

for循环的remove

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List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("1");
list.add("2");
for(int i = 0;i < list.size();i++){
    if("2".equals(list.get(i))){
        System.out.println(list.get(i));
        list.remove(list.get(i));
    }
}

for循环可以直接进行remove,不会受到任何影响。

foreach 中的remove

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List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("1");
list.add("2");
for (String item : list) {
    if ("2".equals(item)) {
        System.out.println(item);
        list.remove(item);
    }
}

你觉得这段代码的正确输出是什么?我们一起来探究一下

当我执行一下这段代码的时候,出现了以下的情况

由以上异常情况的堆栈信息得知,程序出现了并发修改的异常,为什么会这样?我们从错误开始入手,

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at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:909)

也就是这行代码,找到这行代码的所在地

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

你会好奇, modCount 和 expectedModCount 是什么变量?在我对 ArrayList 相关用法那篇文章中有比较详细的解释。我大致说明一下: modCount 相当于是程序所能够进行修改 ArrayList 结构化的一个变量,怎么理解?看几个代码片段

你能够从中获取什么共性的特征呢?没错,也就是涉及到其中关于ArrayList的 容量大小 和 __元素个数__的时候,就会触发modCount 的值的变化

expectedModCount这个变量又是怎么回事?从ArrayList 源码可知,这个变量是一个局部变量,也就是说每个方法内部都有expectedModCount 和 modCount 的判断机制,进一步来讲,这个变量就是 预期的修改次数

先抛开这个不谈,我们先来谈论一下foreach(增强for循环)本身。

增强for循环是Java给我们提供的一个语法糖,如果将以上代码编译后的class文件进行反编译(使用jad工具)的话,可以得到以下代码:

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terator iterator = item.iterator();

也就是说,其实foreach 每次循环都调用了一次iterator的next()方法

因此才会有这个堆栈信息:

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at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:859)

下面我们来尝试分析一下这段代码报错的原因:

1、第一次 以 “1”的值进入循环,”1” != “2”, 执行下一次循环

2、第二次循环以”2”的值进入,判断相等,执行remove()方法(注意这个remove方法并不是 iterator的remove(),而是ArrayList的remove()方法),导致modCount++

3、再次调用next()的时候,modCount != expectedModCount ,所以抛出异常

Iterator迭代器的remove

使用迭代器进行遍历还有很多需要注意的地方:

正确的遍历

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List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("1");
list.add("2");
list.add("3");
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()){
    System.out.println(it.next());
    it.remove();
}

这是一种正确的写法,如果输出语句和 remove()方法互换顺序怎么样呢?

错误的遍历 —— next() 和 remove() 执行顺序的问题

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List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("1");
list.add("2");
list.add("3");
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()){
    it.remove();
    System.out.println(it.next());
}

执行程序输出就会报错:

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Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException
	at java.util.ArrayList$Itr.remove(ArrayList.java:872)
	at test.SimpleTest.main(SimpleTest.java:46)

这又是为什么? 还是直接从错误入手:

定位到错误的位置

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at java.util.ArrayList$Itr.remove(ArrayList.java:872)

发现如果 lastRet 的值小于 0就会抛出非法状态的异常,这个lastRet是什么?

且看定义:

由上面代码可以看出,当你执行next()方法的时候, lastRet 赋值为i,所以这个elementData[]中的下标最小是0,所以这个时候lastRet 最小的值是0, 那么只有当执行remove()方法的时候,lastRet的值赋值为-1,也就是说,你必须先执行一次next方法,再执行一次remove方法,才能够保证程序的正确运行。

**错误的遍历 —— 使用Arrays.asList() **

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List<String> list = Arrays.asList("1","2","3");
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()){
  System.out.println(it.next());
  it.remove();
}

这段代码执行之后的输出是怎样的呢?

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Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
	at java.util.AbstractList.remove(AbstractList.java:161)
	at java.util.AbstractList$Itr.remove(AbstractList.java:374)
	at test.SimpleTest.main(SimpleTest.java:50)

很不幸,这段代码也抛出了异常,直接从错误处入手发现,这个remove()方法调用的是AbstractList中的remove方法,跟进入发现有一段代码

remove()方法:

也就是说,只要这段代码执行了,都会报错,抛出异常

后记:

上述文章主要介绍了 for循环、foreach 循环、iterator 迭代器遍历元素的速度大小的比较

还介绍了各自遍历过程中 对 remove 操作的影响。

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