前言
在Java编程中,集合(Collection)是存储和操作对象的核心工具。遍历集合是开发者最频繁的操作之一,但不同场景下选择合适的遍历方式至关重要。
一、基础遍历方式
1. 基本for循环
适用场景:仅适用于List等有序集合(如ArrayList、LinkedList)。
核心思路:通过索引直接访问元素。
特点:
优点:索引操作灵活,适合需频繁访问索引的场景(如修改元素位置)。缺点:代码冗余,无法遍历Set或Map;遍历中修改集合会抛出ConcurrentModificationException异常。
List
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println("索引 " + i + ": " + list.get(i));
}
2. 增强for循环(for-each)
适用场景:所有实现Iterable接口的集合(如List、Set、Map.entrySet())。
核心思路:隐式迭代器,无需显式管理索引。
特点:
优点:语法简洁,可读性强;无需处理索引或迭代器。缺点:无法在遍历中修改集合(添加/删除元素会抛出异常);无法获取元素索引。
List
for (String item : list) {
System.out.println("元素: " + item);
}
二、进阶遍历方式
3. Iterator迭代器
适用场景:所有集合类型(List、Set、Map)。
核心思路:通过迭代器逐个访问元素,支持安全删除。
特点:
优点:支持遍历中安全删除元素(iterator.remove());兼容所有集合类型。缺点:代码复杂度较高;无法直接添加元素或获取索引。
List
Iterator
while (iterator.hasNext()) {
String item = iterator.next();
System.out.println("当前元素: " + item);
if (item.equals("B")) {
iterator.remove(); // 安全删除元素
}
}
4. ListIterator(双向遍历)
适用场景:仅适用于List接口的实现类。
核心思路:支持正向/反向遍历,可获取当前索引并插入元素。
特点:
优点:双向遍历(next()/previous());支持索引操作和插入。缺点:实现复杂,适用场景有限。
List
ListIterator
// 正向遍历
System.out.println("正向遍历:");
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
// 反向遍历
System.out.println("反向遍历:");
while (iterator.hasPrevious()) {
System.out.println(iterator.previous());
}
三、函数式与并行遍历
5. Stream API(Java 8+)
适用场景:复杂操作(过滤、映射、并行处理)。
核心思路:函数式编程范式,支持链式调用。
特点:
优点:支持filter、map、reduce等高阶操作;可并行处理(parallel())。缺点:性能开销较高;不支持直接修改集合。
List
// 简单遍历
list.stream().forEach(System.out::println);
// 过滤后遍历
list.stream()
.filter(s -> s.length() > 1)
.map(String::toUpperCase)
.forEach(System.out::println);
6. forEach方法(Java 8+)
适用场景:所有集合类型,结合Lambda表达式使用。
核心思路:基于Collection.forEach(Consumer)接口。
特点:
优点:语法简洁,与Lambda结合自然。缺点:本质是Iterator,无法在遍历中修改集合。
List
list.forEach(item -> {
if (item.equals("B")) {
System.out.println("找到元素B");
}
});
四、对比与选择建议
对比表格
方法适用集合类型支持索引支持删除代码简洁性适用场景基本forList是否低需要索引操作的场景增强for所有Iterable否否高简单遍历,无需修改集合Iterator所有集合否是中安全删除元素的场景ListIteratorList是是低双向遍历或插入元素Stream API所有集合否否高(函数式)复杂操作(过滤、映射、并行)forEach所有集合否否高简单遍历,结合Lambda表达式
选择建议
简单遍历:优先使用增强for循环或 forEach。需要删除元素:使用**Iterator**(避免ConcurrentModificationException)。双向遍历或插入:使用**ListIterator**。复杂操作(过滤、并行):使用**Stream API**。索引操作:使用基本for循环或 ListIterator。
五、注意事项
1. ConcurrentModificationException的根源
原因:在遍历过程中直接修改集合(如通过remove()或add())会破坏迭代器的内部状态。解决方案:
使用Iterator.remove()安全删除元素。遍历前创建临时集合存储需删除的元素,遍历后统一处理。
2. 并行遍历的性能考量
Stream.parallel():适合大数据量场景,但需注意线程安全与任务分割开销。
六、总结
Java集合遍历方式的选择需结合具体场景,从可读性、安全性、性能等维度综合评估。掌握每种方法的核心特性,能显著提升代码质量和开发效率。无论是基础循环还是函数式编程,理解其底层原理(如迭代器机制、流处理)是进阶的关键。
延伸阅读:
Fail-Fast机制与ConcurrentModificationException的深层原理。Stream的惰性求值与中间操作/终端操作的区别。