返回 导航

其他

hangge.com

Java - 集合遍历的7种方式详解（for、foreach、iterator、并行流等）

作者：hangge | 2023-02-10 08:52
    日常开发中常常需要对集合中的对象进行遍历，Java 中遍历集合的方式有许多种，如：基本的 for 循环、迭代器、foreach 循环等等，下面通过样例分别进行演示。

1，使用基本的 for 循环

这也是最简单，最基础的遍历方式。不过该方式需要知道集合的长度，不适合所有集合。
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
  System.out.println(list.get(i));
}

2，使用迭代器遍历

（1）大多数的集合类（例如 java.util.List、java.util.Set 和 java.util.Map）都提供了 iterator() 方法来返回一个 java.util.Iterator 对象，用于遍历集合中的元素。下面是一个简单的样例：
注意：虽然 java.util.Enumeration 也可以用来遍历集合中的元素。不过，java.util.Enumeration 接口在 Java 的新版本中已经被认为是过时的，应该使用 java.util.Iterator 接口代替。
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
  String element = iterator.next();
  System.out.println(element);
}

（2）与下面的 for-each 循环相比，使用 Iterator 的方式更加灵活，因为它允许手动控制迭代过程，例如在迭代过程中修改集合、跳过元素或在多个集合之间进行迭代。比如下面样例在迭代过程中修改集合：
注意：使用 for-each 循环时不能在循环内修改集合，否则会抛出 java.lang.UnsupportedOperationException 异常。
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
  String s = iterator.next();
  if (s.equals("google")) {
    iterator.remove();
  }
}

3，使用 for-each 循环（也称为增强型 for 循环）

（1）for-each 循环遍历使用 Iterator 的方式在语法上略有不同，但基本上是等价的。下面是一个使用样例：
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
for (String s : list) {
  System.out.println(s);
}

（2）for-each 循环本质上是使用了迭代器模式，它将迭代器的实现细节隐藏在了语法层面。当使用 for-each 循环遍历集合时，编译器会将其转换为使用迭代器的方式。比如上面代码会被编译器转换为类似于以下代码，在底层实现上，for-each 循环和使用 Iterator 的方式是等价的： 
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
  String s = iterator.next();
  System.out.println(s);
}

4，使用 Java 8 的 forEach 方法遍历

（1）从 Java 8 开始，我们可以使用 forEach() 方法来迭代列表的元素，这个方法在 Iterable 接口中定义。下面是一个简单样例：
注意：虽然 forEach 方法可以很方便地遍历任何实现了 Iterable 接口的集合（它本身就是基于 Iterator 实现的），但是它并不能用来遍历数组。
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
list.forEach(element -> {
  System.out.println(element);
});

（2）该方式还可以配合方法引用来使用，下面代码效果通上面一样： 
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
list.forEach(System.out::println);

5，使用 Stream API 的 forEach 方法遍历

（1）使用 Stream API 可以很方便地对集合进行各种操作，下面是一个简单的样例：
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
list.stream().forEach(element -> {
  System.out.println(element);
});

（2）该方式同样可以配合方法引用来使用，下面代码效果通上面一样： 
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
list.stream().forEach(System.out::println);

（3）Stream API 的 forEach 方法出了可以遍历集合的，还可以用来遍历任何支持流的对象，包括集合、数组、文件、函数生成器等。 
String[] array = {"hangge", "google", "baidu"};
Arrays.stream(array).forEach(element -> {
  System.out.println(element);
});

6，使用 ListIterator 接口遍历集合

（1）ListIterator 是 Iterator 接口的子接口。ListIterator 可以向前或向后遍历列表中的元素，并允许在列表中插入和替换元素。下面是一个简单的样例，可以看到向后遍历和 Iterator 用法是一样的：
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
ListIterator<String> iterator = list.listIterator();
while (iterator.hasNext()) {
  String name = iterator.next();
  System.out.println(name);
}

（2）我们还可以使用 ListIterator 向前遍历 List 中的元素：
注意：要向前遍历的话需要创建了一个从列表末尾开始的 ListIterator。
List<String> list = Arrays.asList("hangge", "google", "baidu");
//创建了一个从列表末尾开始的ListIterator
ListIterator<String> iterator = list.listIterator(list.size());
while (iterator.hasPrevious()) {
  String name = iterator.previous();
  System.out.println(name);
}

（3）我们还可以使用 ListIterator 来修改、添加或删除集合中的元素，比如下面样例我们将 hangge 修改为 hangge.com，在 baidu 之后添加了一个新元素 apple，并删除了所有其他元素。
注意：为了能够添加删除元素，这里我们使用的是 ArrayList（或其他可变列表类型）。因为 Arrays.asList() 方法创建的列表的大小是固定的，因此我们不能使用 add 或 remove 方法更改列表的大小。否则将抛出 UnsupportedOperationException 异常。
//创建一个可变列表类型
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("hangge", "google", "baidu"));
ListIterator<String> iterator = list.listIterator();
while (iterator.hasNext()) {
  String name = iterator.next();
  if (name.equals("hangge")) {
    iterator.set("hangge.com"); // 修改元素
  } else if (name.equals("baidu")) {
    iterator.add("apple"); // 在 baidu 之后添加元素
  } else {
    iterator.remove(); // 删除元素
  }
}
System.out.println(list);

7，使用并行流遍历

（1）并行流使用多个线程来并行处理集合中的元素，可以提高处理速度。上面的代码使用了并行流来遍历集合 list 中的元素，并将它们打印出来。
（1）具体有多少个线程同时遍历列表取决于你的系统和 JVM 的设置。Java 8 中的并行流使用了 Fork/Join 框架来实现多线程并行处理。Fork/Join 框架会自动根据系统的资源情况决定使用多少个线程来执行任务。
（2）我们可以使用 ForkJoinPool.commonPool() 方法获取系统的公共 ForkJoin 池，并使用 getParallelism 方法获取池中的线程数。下面可以查看有多少个线程可用来执行并行流的任务了。
  • int parallelism = ForkJoinPool.commonPool().getParallelism();
（3）我们可以通过指定系统属性 java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism 来控制系统的公共 ForkJoin 池中线程的数量。例如，你可以在启动 JVM 时指定这个系统属性，比如下面命令会启动 4 个线程来执行并行流的任务：
  • java -Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism=4 Hangge 
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
// 创建一个并行流（将parallel标志指定为true表示创建并行流）
Stream<Integer> parallelStream = list.parallelStream();
// 查看流是否支持并行遍历
System.out.println("流是否支持并行遍历: " + parallelStream.isParallel());
// 使用 forEach() 方法遍历并行流
parallelStream.forEach(element -> {
  System.out.println(element);
});

（2）运行结果如下，由于使用了多个线程同时遍历列表中的元素，输出结果可能是乱序的。
注意：使用并行流时，你需要注意线程安全问题。如果你的代码中存在竞争条件或共享可变数据，那么可能会导致程序出现错误。因此，使用并行流时，应该避免共享可变数据，或者使用同步机制来保证线程安全。

附：各种遍历方式的使用场景

1，使用 for 循环

    在性能要求不高的情况下，使用普通的 for 循环遍历集合是一种简单方便的选择。我们也可以使用增强型的 for 循环（也称为 "for-each" 循环）来遍历集合，但这种方式通常比普通的 for 循环慢一些。

2，使用迭代器

    当我们需要在遍历集合的同时对其进行修改时，使用迭代器是一个不错的选择。迭代器可以让我们在遍历集合的同时删除或添加元素，而不需要了解底层实现细节。

3，使用 ListIterator

    如果我们需要在遍历 List 集合的同时进行修改，并且希望能够在遍历过程中向前或向后移动遍历位置，那么使用 ListIterator 就是一个不错的选择。

4，使用并行流

    如果我们需要对大型集合进行并行处理，那么使用并行流就是一种不错的选择。并行流使用多个线程来并行处理集合中的元素，可以提高处理速度。

5，使用 forEach 方法

    Java 8 中引入了 forEach 方法，它允许我们使用 Lambda 表达式来遍历集合。这是一种简单方便的遍历方式，并且在性能方面也很优秀。
评论

全部评论（0）

回到顶部