• Java编程:删除 List 元素的三种正确方法


     

    删除 List 中的元素会产生两个问题:

    1. 删除元素后 List 的元素数量会发生变化;
    2. 对 List 进行删除操作可能会产生并发问题;

    我们通过代码示例演示正确的删除逻辑

    package com.ips.list;

     

    import java.util.ArrayList;

    import java.util.Iterator;

    import java.util.List;

    import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

     

    public class ArrayListRemove {

        public static void main(String[] args) {

            ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

            list.add("beijing");

            list.add("shanghai");

            list.add("shanghai");

            list.add("guangzhou");

            list.add("shenzhen");

            list.add("hangzhou");

            remove11(list, "shanghai");

     

        }

     

        private static void print(List<String> list){

            for (String item : list) {

                System.out.println("元素值:" + item);

            }

        }

     

        /*

         * 错误

         */

        public static void remove11(List<String> list, String target){

            int size = list.size();

            for(int i = 0; i < size; i++){

                String item = list.get(i);

                if(target.equals(item)){

                    list.remove(item);

                }

            }

            print(list);

        }

        /*

         * 错误

         */

        public static void remove12(List<String> list, String target){

            for(int i = 0; i < list.size(); i++){

                String item = list.get(i);

                if(target.equals(item)){

                    list.remove(item);

                }

            }

            print(list);

        }

        /*

         * 错误

         */

        public static void remove13(List<String> list, String target){

            int size = list.size();

            for(int i = size - 1; i >= 0; i--){

                String item = list.get(i);

                if(target.equals(item)){

                    list.remove(item);

                }

            }

            print(list);

        }

        /*

         * 正确

         */

        public static void remove14(List<String> list, String target){

            for(int i = list.size() - 1; i >= 0; i--){

                String item = list.get(i);

                if(target.equals(item)){

                    list.remove(item);

                }

            }

            print(list);

        }

     

        /*

         * 错误

         */

        public static void remove21(List<String> list, String target){

            for(String item : list){

                if(target.equals(item)){

                    list.remove(item);

                }

            }

            print(list);

        }

     

        /*

         * 正确

         */

        public static void remove22(ArrayList<String> list, String target) {

            final CopyOnWriteArrayList<String> cowList = new CopyOnWriteArrayList<String>(list);

            for (String item : cowList) {

                if (item.equals(target)) {

                    cowList.remove(item);

                }

            }

            print(cowList);

        }

     

        /*

         * 错误

         */

        public static void remove31(List<String> list, String target){

            Iterator<String> iter = list.iterator();

            while (iter.hasNext()) {

                String item = iter.next();

                if (item.equals(target)) {

                    list.remove(item);

                }

            }

            print(list);

        }

        /*

         * 正确

         */

        public static void remove32(List<String> list, String target){

            Iterator<String> iter = list.iterator();

            while (iter.hasNext()) {

                String item = iter.next();

                if (item.equals(target)) {

                    iter.remove();

                }

            }

            print(list);

        }

     

    执行 remove11 方法,出现如下错误:

    Exception in thread “main” java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 5, Size: 5 
    at java.util.ArrayList.rangeCheck(ArrayList.java:635) 
    at java.util.ArrayList.get(ArrayList.java:411) 
    at com.ips.list.ArrayListRemove.remove11(ArrayListRemove.java:33) 
    at com.ips.list.ArrayListRemove.main(ArrayListRemove.java:17)

    由于int size = list.size();提前获取了 List 的大小,for 循环中删除了两个元素,导致出现数组越界问题。

    执行 remove12 方法,出现如下错误:

    元素值:beijing 
    元素值:shanghai 
    元素值:guangzhou 
    元素值:shenzhen 
    元素值:hangzhou

    字符串“shanghai”没有被删除,该方法解决了数组越界问题,但没有解决彻底删除数据的问题,原因是这样的,跟踪 ArrayList.remove(Object 0) 方法:

        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;

        } 

    删除元素时执行 else 逻辑,调用了 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; // clear to let GC do its work

        } 

    通过代码我们发现:List 删除元素的逻辑是将目标元素之后的元素往前移一个索引位置,最后一个元素置为 null,同时 size - 1;这也就解释了为什么第二个“shanghai”没有被删除。

    执行 remove13 方法,正确:

    元素值:beijing 
    元素值:guangzhou 
    元素值:shenzhen 
    元素值:hangzhou

    执行 remove14 方法,正确:

    元素值:beijing 
    元素值:guangzhou 
    元素值:shenzhen 
    元素值:hangzhou

    那么 remove13 与 remove14 有什么区别呢?答案是没有区别,但是 remove11 与 remove12 是有区别的,remove12 中每次for(int i = 0; i < list.size(); i++)执行都会计算 size 值,比较耗性能。

    执行 remove21 方法,出现如下错误:

    Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException

        at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)

        at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831)

        at com.ips.list.ArrayListRemove.remove21(ArrayListRemove.java:82)

        at com.ips.list.ArrayListRemove.main(ArrayListRemove.java:17)

    •  

    产生java.util.ConcurrentModificationException异常。foreach 写法实际上是对的 Iterable、hasNext、next方法的简写。因此我们从List.iterator()着手分析,跟踪iterator()方法,该方法返回了 Itr 迭代器对象。

        public Iterator<E> iterator() {

            return new Itr();

        }

    •  

    Itr 类定义代码:

        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;

     

            public boolean hasNext() {

                return cursor != size;

            }

     

            @SuppressWarnings("unchecked")

            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];

            }

     

            public void remove() {

                if (lastRet < 0)

                    throw new IllegalStateException();

                checkForComodification();

     

                try {

                    ArrayList.this.remove(lastRet);

                    cursor = lastRet;

                    lastRet = -1;

                    expectedModCount = modCount;

                } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {

                    throw new ConcurrentModificationException();

                }

            }

     

            final void checkForComodification() {

                if (modCount != expectedModCount)

                    throw new ConcurrentModificationException();

            }

        } 

    通过代码我们发现 Itr 是 ArrayList 中定义的一个私有内部类,在 next、remove方法中都会调用 checkForComodification 方法,该方法的作用是判断 modCount != expectedModCount是否相等,如果不相等则抛出ConcurrentModificationException异常。每次正常执行 remove 方法后,都会对执行expectedModCount = modCount赋值,保证两个值相等,那么问题基本上已经清晰了,在 foreach 循环中执行 list.remove(item);,对 list 对象的 modCount 值进行了修改,而 list 对象的迭代器的 expectedModCount 值未进行修改,因此抛出了ConcurrentModificationException异常。

    执行 remove22 方法,正确:

    元素值:beijing 
    元素值:guangzhou 
    元素值:shenzhen 
    元素值:hangzhou 
    通过 CopyOnWriteArrayList 解决了 List的并发问题。

    执行 remove31 方法,出现如下错误:

    Exception in thread “main” java.util.ConcurrentModificationException 
    at java.util.ArrayListItr.checkForComodification(ArrayList.java:859)atjava.util.ArrayListItr.checkForComodification(ArrayList.java:859)atjava.util.ArrayListItr.next(ArrayList.java:831) 
    at com.ips.list.ArrayListRemove.remove31(ArrayListRemove.java:109) 
    at com.ips.list.ArrayListRemove.main(ArrayListRemove.java:17)

    与执行 remove21 产生的异常一致,问题产生的原因也一致。

    执行 remove32 方法,正确:

    元素值:beijing 
    元素值:guangzhou 
    元素值:shenzhen 
    元素值:hangzhou

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