面试题:Java中ArrayList循环遍历并删除元素的陷阱
2017-04-12 21:55
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面试官问到这个问题时,当时有点没反应过来,多了解哈
先看测试案例:
错误写法示例一:
这种最普通的循环写法执行后会发现有一个“bb”的字符串没有删掉。
错误写法示例二:
这种for each写法会发现报出著名的并发修改异常Java.util.ConcurrentModificationException。
要分析产生上述错误现象的原因唯有看看JDK的ArrayList的源码,先看下ArrayList中的remove方法(注意ArrayList中的remove有两个同名方法,只是输入参数不同,这里看的是输入参数是Object的remove方法)是怎么实现的:
按一般执行路径会走到else路径下最终调用fastRemove(index)方法;
可以看到会执行System.arraycopy方法,导致删除元素时涉及到数组元素的移动。针对错误写法一,在遍历第二个元素字符串bb时因为符合删除条件,所以将该元素从数组中删除,并且将后一个元素移动(也是字符串bb)至当前位置,导致下一次循环遍历时后一个字符串bb并没有遍历到,所以无法删除。针对这种情况可以倒序删除的方式来避免。
解决办法如下:
因为数组倒序遍历时即使发生元素删除也不影响后序元素遍历。
而错误二产生的原因却是for each增强for循环写法是对实际的Iterator、hasNext、next方法的简写,问题同样处在上文的fastRemove中,可以看到第一行把modCount变量的值加1,但在ArrayList返回的迭代器(该代码在其父类AbstractList中)
这里返回的是AbstractList类内部的迭代器实现private class Itr implements Iterator ,看这个类的next方法:
第一行checkForComodification方法:
这里会做迭代器内部修改次数检查,因为你上面的remove(Object)方法把修改了modCount的值,所以才会报出并发修改异常。要避免这种情况的出现,则在使用迭代器迭代时(显式或for each的隐式)不要使用ArrayList的remove,改用Iterator的remove即可。
总结:
错误原因都是ArrayList集合中remove方法底层的源码中有一个fastRemove(index)方法,然后会有一个modCount++的操作,然后在ArratList内部的迭代器中有一个checkForComodification操作,也就是检查modCount是否改变,如果改变了,就抛出并发修改错误。
同样的在For each增强for循环中,也是利用了ArrayList自身的Iterator迭代器,也是会出现这样的错误。
对于一般的for遍历,可能并没有删除要修改的数,可以采用倒序删除的写法改正这个错误。
对于增强for循环中的遍历,会抛出并发修改异常,使用Iterator自己的remove方法。
先看测试案例:
import java.util.ArrayList; public class ArrayListRemove { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("a"); list.add("bb"); list.add("bb"); list.add("ccc"); list.add("ccc"); list.add("ccc"); remove(list); for (String s : list) { System.out.println("element : " + s); } } public static void remove(ArrayList<String> list) { // TODO: } }
错误写法示例一:
public static void remove(ArrayList<String> list) { for (int i = 0; i < list.size(); i++) { String s = list.get(i); if (s.equals("bb")) { list.remove(s); } } }
这种最普通的循环写法执行后会发现有一个“bb”的字符串没有删掉。
错误写法示例二:
public static void remove(ArrayList<String> list) { for (String s : list) { if (s.equals("bb")) { list.remove(s); } } }
这种for each写法会发现报出著名的并发修改异常Java.util.ConcurrentModificationException。
要分析产生上述错误现象的原因唯有看看JDK的ArrayList的源码,先看下ArrayList中的remove方法(注意ArrayList中的remove有两个同名方法,只是输入参数不同,这里看的是输入参数是Object的remove方法)是怎么实现的:
public boolean remove(Object o) { if (o == null) { for (int index = 0; index < size; index++) if (elementData[index] == null) { fastRemove(index); return true; } } else { for (int index = 0; index < size; index++) if (o.equals(elementData[index])) { fastRemove(index); return true; } } return false; }
按一般执行路径会走到else路径下最终调用fastRemove(index)方法;
private void fastRemove(int index) { modCount++; int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // Let gc do its work }
可以看到会执行System.arraycopy方法,导致删除元素时涉及到数组元素的移动。针对错误写法一,在遍历第二个元素字符串bb时因为符合删除条件,所以将该元素从数组中删除,并且将后一个元素移动(也是字符串bb)至当前位置,导致下一次循环遍历时后一个字符串bb并没有遍历到,所以无法删除。针对这种情况可以倒序删除的方式来避免。
解决办法如下:
public static void remove(ArrayList<String> list){ for(int i=list.size()-1;i>=0;i--){ String s=list.get(i); if(s.equals("bb")){ list.remove(s); } } }
因为数组倒序遍历时即使发生元素删除也不影响后序元素遍历。
而错误二产生的原因却是for each增强for循环写法是对实际的Iterator、hasNext、next方法的简写,问题同样处在上文的fastRemove中,可以看到第一行把modCount变量的值加1,但在ArrayList返回的迭代器(该代码在其父类AbstractList中)
public Iterator<E> iterator() { return new Itr(); }
这里返回的是AbstractList类内部的迭代器实现private class Itr implements Iterator ,看这个类的next方法:
public E next() { checkForComodification(); try { E next = get(cursor); lastRet = cursor++; return next; } catch (IndexOutOfBoundsException e) { checkForComodification(); throw new NoSuchElementException(); } }
第一行checkForComodification方法:
final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); }
这里会做迭代器内部修改次数检查,因为你上面的remove(Object)方法把修改了modCount的值,所以才会报出并发修改异常。要避免这种情况的出现,则在使用迭代器迭代时(显式或for each的隐式)不要使用ArrayList的remove,改用Iterator的remove即可。
final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); }
总结:
错误原因都是ArrayList集合中remove方法底层的源码中有一个fastRemove(index)方法,然后会有一个modCount++的操作,然后在ArratList内部的迭代器中有一个checkForComodification操作,也就是检查modCount是否改变,如果改变了,就抛出并发修改错误。
同样的在For each增强for循环中,也是利用了ArrayList自身的Iterator迭代器,也是会出现这样的错误。
对于一般的for遍历,可能并没有删除要修改的数,可以采用倒序删除的写法改正这个错误。
对于增强for循环中的遍历,会抛出并发修改异常,使用Iterator自己的remove方法。
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