Java面試遇到的哪些坑-ArrayList循環(huán)遍歷刪除元素

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問題引入

最近公司業(yè)務(wù)擴(kuò)張,需要找人,面對如此多的求職責(zé)。hr小姐姐可忙不過來,急忙求助與程序猿小哥哥。
hr: 小哥哥,小哥哥,幫幫篩選一下年齡在30歲以下的候選人
程序猿:好的,沒有問題。
程序員小哥哥三下五除二就敲完了代碼,跑來笑呵呵地向小姐姐邀功。

public class ArrayListTest{
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Person> collection = new ArrayList();
        collection.add(new Person("宋青書", 22, "男"));
        collection.add(new Person("小昭", 19, "女"));
        collection.add(new Person("陳友諒", 34, "男"));
        collection.add(new Person("歐陽鋒", 75, "男"));
        collection.add(new Person("楊不悔", 25, "女"));
        collection.add(new Person("張三豐", 120, "男"));
        collection.add(new Person("洪七公", 98, "男"));
        collection.add(new Person("張無忌", 34, "男"));
        collection.add(new Person("周芷若", 30, "女"));
        collection.add(new Person("趙敏", 25, "女"));

        remove(collection);

        for (Person person : collection) {
            System.out.println("name : " + person.getName()+" age : " + person.getAge()+" gender : " + person.getGender());
        }
    }

    public static void remove(ArrayList<Person> list) {
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Person person = list.get(i);
            if (person.getAge()>=30) {
                list.remove(person);
            }
        }
    }
}

Person 的實(shí)體類

@Data
public class Person {
    private String name;//姓名
    private Integer age;//年齡
    private String gender;//性別

    public Person(String name, Integer age, String gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }
}

快讓我看看有哪些應(yīng)聘者有面試資格。小姐姐嚷道!
小哥哥熟練的運(yùn)行了main方法,瞬間結(jié)果就打印出來了。

候選人名單

納尼!歐陽鋒和洪七公這兩個人什么鬼。小哥哥狠狠的被hr小姐姐鄙視了一番。
小哥哥哪里服氣,于時就采用了第二種方式,采用foreach增強(qiáng)循環(huán)來刪除遍歷應(yīng)聘者

public static void remove(ArrayList<Person> list) {
    for (Person person:list) {
         if (person.getAge()>=30) {
             list.remove(person);
         }
    }
}

小哥哥麻溜地運(yùn)行了main方法:


foreach增強(qiáng)循環(huán)運(yùn)行結(jié)果

小哥哥不甘氣餒,采用了迭代器來實(shí)現(xiàn)功能。

public static void remove(ArrayList<Person> list) {
    Iterator iterator=list.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        Person person=(Person) iterator.next();
        if (person.getAge()>=30) {
            list.remove(person);
        }
    }
}
迭代器運(yùn)行結(jié)果

下面我們來分析以下這三種方式錯誤的原因

1. 采用正向遍歷來移除ArrayList中的元素

要分析產(chǎn)生上述錯誤現(xiàn)象的原因唯有看看JDK的ArrayList的源碼,先看下ArrayList中的remove方法(注意ArrayList中的remove有兩個同名方法,只是輸入?yún)?shù)不同,這里看的是輸入?yún)?shù)是Object的remove方法)是怎么實(shí)現(xiàn)的:



按一般執(zhí)行路徑會走到else路徑下最終調(diào)用fastRemove(index)方法;



可以看到會執(zhí)行System.arraycopy方法,導(dǎo)致刪除元素時涉及到數(shù)組元素的移動。針對錯誤寫法一,在遍歷第二個元素字符串bb時因?yàn)榉蟿h除條件,所以將該元素從數(shù)組中刪除,并且將后一個元素移動(也是字符串bb)至當(dāng)前位置,導(dǎo)致下一次循環(huán)遍歷時后一個字符串bb并沒有遍歷到,所以無法刪除。針對這種情況可以倒序刪除的方式來避免。

解決辦法如下:

public static void remove(ArrayList<String> list){
    for(int i=list.size()-1;i>=0;i--){
        Person person = list.get(i);
        if (person.getAge()>=30) {
            list.remove(person);
        }
    }
}

因?yàn)閿?shù)組倒序遍歷時即使發(fā)生元素刪除也不影響后序元素遍歷。

2. 采用foreach增強(qiáng)循環(huán)來刪除遍歷元素:

這種for each寫法會發(fā)現(xiàn)報(bào)出著名的并發(fā)修改異常Java.util.ConcurrentModificationException
而錯誤二、錯誤三產(chǎn)生的原因卻是for each增強(qiáng)for循環(huán)寫法是對實(shí)際的Iterator、hasNext、next方法的簡寫,問題同樣處在上文的fastRemove中,可以看到第一行把modCount變量的值加1,但在ArrayList返回的迭代器(該代碼在其父類AbstractList中)

public Iterator<E> iterator() {  
    return new Itr();  
}

這里返回的是AbstractList類內(nèi)部的迭代器實(shí)現(xiàn)private class Itr implements Iterator ,看這個類的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();  
}  

這里會做迭代器內(nèi)部修改次數(shù)檢查,因?yàn)槟闵厦娴膔emove(Object)方法把修改了modCount的值,所以才會報(bào)出并發(fā)修改異常。要避免這種情況的出現(xiàn),則在使用迭代器迭代時(顯式或for each的隱式)不要使用ArrayList的remove,改用Iterator的remove即可。

3. 采用迭代器來進(jìn)行刪除遍歷

原因和錯誤二一樣,不在贅述。

解決辦法如下:

public static void remove(ArrayList<Person> list) {
    list.removeIf(person -> person.getAge() >= 30);
}

在Jdk8里面引入了removeIf方法,方便快捷,代碼量還少,推薦使用。

總結(jié):

錯誤原因都是ArrayList集合中remove方法底層的源碼中有一個fastRemove(index)方法,然后會有一個modCount++的操作,然后在ArratList內(nèi)部的迭代器中有一個checkForComodification操作,也就是檢查modCount是否改變,如果改變了,就拋出并發(fā)修改錯誤。
同樣的在For each增強(qiáng)for循環(huán)中,也是利用了ArrayList自身的Iterator迭代器,也是會出現(xiàn)這樣的錯誤。

對于一般的for遍歷,可能并沒有刪除要修改的數(shù),可以采用倒序刪除的寫法改正這個錯誤。
對于增強(qiáng)for循環(huán)中的遍歷,會拋出并發(fā)修改異常,使用Iterator自己的remove方法。

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