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Java中ArrayList在foreach里remove的问题详析

转载 作者:qq735679552 更新时间:2022-09-28 22:32:09 25 4
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这篇CFSDN的博客文章Java中ArrayList在foreach里remove的问题详析由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.

前言 。

arraylist就是传说中的动态数组,用msdn中的说法,就是array的复杂版本,它提供了如下一些好处:

  • 动态的增加和减少元素
  • 实现了icollection和ilist接口
  • 灵活的设置数组的大小

都说arraylist在用foreach循环的时候,不能add元素,也不能remove元素,可能会抛异常,那我们就来分析一下它具体的实现。我目前的环境是java8.

有下面一段代码:

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public class testforeachlist extends basetests {
 
  @test
  public void testforeach() {
  list<string> list = new arraylist<>();
  list.add( "1" );
  list.add( "2" );
  list.add( "3" );
 
  for (string s : list) {
  }
  }
 
}

代码很简单,一个arraylist添加3个元素,foreach循环一下,啥都不干。那么foreach到底是怎么实现的呢,暴力的方法看一下,编译改类,用 javap -c testforeachlist查看class文件的字节码,如下:

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javap -c testforeachlist
warning: binary file testforeachlist contains collection.list.testforeachlist
compiled from "testforeachlist.java"
public class collection.list.testforeachlist extends com.ferret.basetests {
  public collection.list.testforeachlist();
  code:
  0 : aload_0
  1 : invokespecial # 1  // method com/ferret/basetests."<init>":()v
  4 : return
 
  public void testforeach();
  code:
  0 : new # 2  // class java/util/arraylist
  3 : dup
  4 : invokespecial # 3  // method java/util/arraylist."<init>":()v
  7 : astore_1
  8 : aload_1
  9 : ldc # 4  // string 1
  11 : invokeinterface # 5 , 2 // interfacemethod java/util/list.add:(ljava/lang/object;)z
  16 : pop
  17 : aload_1
  18 : ldc # 6  // string 2
  20 : invokeinterface # 5 , 2 // interfacemethod java/util/list.add:(ljava/lang/object;)z
  25 : pop
  26 : aload_1
  27 : ldc # 7  // string 3
  29 : invokeinterface # 5 , 2 // interfacemethod java/util/list.add:(ljava/lang/object;)z
  34 : pop
  35 : aload_1
  36 : invokeinterface # 8 , 1 // interfacemethod java/util/list.iterator:()ljava/util/iterator;
  41 : astore_2
  42 : aload_2
  43 : invokeinterface # 9 , 1 // interfacemethod java/util/iterator.hasnext:()z
  48 : ifeq 64
  51 : aload_2
  52 : invokeinterface # 10 , 1 // interfacemethod java/util/iterator.next:()ljava/lang/object;
  57 : checkcast # 11  // class java/lang/string
  60 : astore_3
  61 : goto 42
  64 : return
}

可以勉强读,大约是调用了list.iterator,然后根据iterator的hasnext方法返回结果判断是否有下一个,根据next方法取到下一个元素.

但是是总归是体验不好,我们是现代人,所以用一些现代化的手段,直接用idea打开该class文件自动反编译,得到如下内容:

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public class testforeachlist extends basetests {
  public testforeachlist() {
  }
 
  @test
  public void testforeach() {
  list<string> list = new arraylist();
  list.add( "1" );
  list.add( "2" );
  list.add( "3" );
 
  string var3;
  for (iterator var2 = list.iterator(); var2.hasnext(); var3 = (string)var2.next()) {
  ;
  }
 
  }
}

体验好多了,再对比上面的字节码文件,没错 。

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for (iterator var2 = list.iterator(); var2.hasnext(); var3 = (string)var2.next()) {
  ;
  }

这就是脱掉语法糖外壳的foreach的真正实现.

接下来我们看看这三个方法具体都是怎么实现的:

iterator 。

arraylist的iterator实现如下:

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public iterator<e> iterator() {
  return new itr();
}
 
private class itr implements iterator<e> {
  int cursor; // index of next element to return
  int lastret = - 1 ; // index of last element returned; -1 if no such
  int expectedmodcount = modcount;
  //省略部分实现
}

itr是arraylist中的内部类,所以list.iterator()的作用是返回了一个itr对象赋值到var2,后面调用var2.hasnext() ,var2.next()就是itr的具体实现了.

这里还值的一提的是expectedmodcount, 这个变量记录被赋值为modcount, modcount是arraylist的父类abstractlist的一个字段,这个字段的含义是list结构发生变更的次数,通常是add或remove等导致元素数量变更的会触发modcount++.

下面接着看itr.hasnext()``var2.next()的实现.

itr.hasnext 和 itr.next 实现 。

hasnext很简单 。

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public boolean hasnext() {
  return cursor != size;
  }

当前index不等于size则说明还没迭代完,这里的size是外部类arraylist的字段,表示元素个数.

在看next实现:

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public e next() {
  checkforcomodification();
  int i = cursor;
  if (i >= size)
  throw new nosuchelementexception();
  object[] elementdata = arraylist. this .elementdata;
  if (i >= elementdata.length)
  throw new concurrentmodificationexception();
  cursor = i + 1 ;
  return (e) elementdata[lastret = i];
  }
 
final void checkforcomodification() {
  if (modcount != expectedmodcount)
  throw new concurrentmodificationexception();
  }

next方法第一步 checkforcomodification() ,它做了什么? 如果modcount != expectedmodcount就抛出异常concurrentmodificationexception。modcount是什么?外部类arraylist的元素数量变更次数;expectedmodcount是什么?初始化内部类itr的时候外部类的元素数量变更次数.

所以,如果在foreach中做了add或者remove操作会导致程序异常concurrentmodificationexception。这里可以走两个例子:

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@test (expected = concurrentmodificationexception. class )
public void testlistforeachremovethrow() {
list<string> list = new arraylist<>();
list.add( "1" );
list.add( "2" );
list.add( "3" );
 
for (string s : list) {
list.remove(s);
}
}
 
@test (expected = concurrentmodificationexception. class )
public void testlistforeachaddthrow() {
list<string> list = new arraylist<>();
list.add( "1" );
list.add( "2" );
list.add( "3" );
 
for (string s : list) {
list.add(s);
}
}

单元测试跑过,都抛了concurrentmodificationexception.

checkforcomodification()之后的代码比较简单这里就不分析了.

倒数第二个元素的特殊 。

到这里我们来捋一捋大致的流程:

获取到itr对象赋值给var2 。

判断hasnext,也就是判断cursor != size,当前迭代元素下标不等于list的个数,则返回true继续迭代;反之退出循环 。

next取出迭代元素 。

  • checkforcomodification() ,判断modcount != expectedmodcount,元素数量变更次数不等于初始化内部类itr的时元素变更次数,也就是在迭代期间做过修改就抛concurrentmodificationexception。
  • 如果检查通过cursor++

下面考虑一种情况:remove了倒数第二个元素会发生什么?代码如下:

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@test
public void testlistforeachremoveback2notthrow() {
  list<string> list = new arraylist<>();
  list.add( "1" );
  list.add( "2" );
  list.add( "3" );
 
  for (string s : list) {
  system.out.println(s);
  if ( "2" .equals(s)) {
  list.remove(s);
  }
  }
}

猜一下会抛出异常吗?答案是否定的。输出为:

1 2 。

发现少了3没有输出。 分析一下 。

在倒数第二个元素"2"remove后,list的size-1变为了2,而此时itr中的cur在next方法中取出元素"2"后,做了加1,值变为2了,导致下次判断hasnext时,cursor==size,hasnext返回false,最终最后一个元素没有被输出.

如何避坑 。

foreach中remove 或 add 有坑, 。

  • 在foreach中做导致元素个数发生变化的操作(remove, add等)时,会抛出concurrentmodificationexception异常
  • 在foreach中remove倒数第二个元素时,会导致最后一个元素不被遍历

那么我们如何避免呢?不能用foreach我们就用fori嘛,如下代码:

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@test
  public void testlistforimiss() {
  list<string> list = new arraylist<>();
  list.add( "1" );
  list.add( "2" );
  list.add( "3" );
 
  for ( int i = 0 ; i < list.size(); i++) {
   system.out.println(list.get(i));
   list.remove(i);
  }
  }

很明显上面是一个错误的示范,输出如下:

1 3 。

原因很简单,原来的元素1被remove后,后面的向前拷贝,2到了原来1的位置(下标0),3到了原来2的位置(下标1),size由3变2,i+1=1,输出list.get(1)就成了3,2被漏掉了.

下面说下正确的示范:

方法一,还是fori,位置前挪了减回去就行了, remove后i--:

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@test
  public void testlistforiright() {
  list<string> list = new arraylist<>();
  list.add( "1" );
  list.add( "2" );
  list.add( "3" );
 
  for ( int i = 0 ; i < list.size(); i++) {
   system.out.println(list.get(i));
   list.remove(i);
   i--; //位置前挪了减回去就行了
  }
  }

方法二,不用arraylist的remove方法,用itr自己定义的remove方法,代码如下:

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@test
  public void testiteratorremove() {
  list<string> list = new arraylist<>();
  list.add( "1" );
  list.add( "2" );
  list.add( "3" );
 
  iterator<string> itr = list.iterator();
  while (itr.hasnext()) {
   string s = itr.next();
   system.out.println(s);
   itr.remove();
  }
  }

为什么itr自己定义的remove就不报错了呢?看下源码:

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public void remove() {
   if (lastret < 0 )
   throw new illegalstateexception();
   //依然有校验数量是否变更
   checkforcomodification();
 
   try {
   arraylist. this .remove(lastret);
   cursor = lastret;
   lastret = - 1 ;
   //但是变更之后重新赋值了,又相等了
   expectedmodcount = modcount;
   } catch (indexoutofboundsexception ex) {
   throw new concurrentmodificationexception();
   }
  }

依然有 checkforcomodification()校验,但是看到后面又重新赋值了,所以又相等了.

ok,以上就是全部内容。介绍了foreach中list remove的坑,以及如何避免.

总结 。

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对我的支持.

原文链接:https://www.cnblogs.com/chrischennx/p/9610853.html 。

最后此篇关于Java中ArrayList在foreach里remove的问题详析的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Java中ArrayList在foreach里remove的问题详析的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。

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