for 、foreach 、iterator 三种遍历方式的比较

习惯用法

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：

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：

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：

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

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

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

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

image

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,

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

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

image

image

image

image

image

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：

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：

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

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

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：

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

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

image

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：

image

lastRet的赋值场景

image

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()

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？

1
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

image

remove()方法：

image

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。

如果你有什么问题或者好的建议，欢迎你与我一起讨论

| 作者：cxuan
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