ArrayList迭代过程删除问题

时间 2019-11-09

原文原文链接

一：首先看下几个ArrayList循环过程删除元素的方法(一下内容均基于jdk7)：java

package list;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.prefs.Preferences;

public class ListTest {
　　public static void main(String[] args) {
　　List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a1", "ab2", "a3", "ab4", "a5", "ab6", "a7", "ab8", "a9"));
　　　　 // 迭代删除方式一
        for (String str : list) {
            System.out.println(str);
            if (str.contains("b")) {
                list.remove(str);
            }
        }
　　　　// 迭代删除方式二
        int size = list.size();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            String str = list.get(i);
            System.out.println(str);
            if (str.contains("b")) {
                list.remove(i);
//                size--;
//                 i--;
            }
        }
　　 　　// 迭代删除方式三
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String str = list.get(i);
            System.out.println(str);
            if (str.contains("b")) {
                list.remove(i);
            }
        }
　　　　 // 迭代删除方式四
        for (Iterator<String> ite = list.iterator(); ite.hasNext();) {
            String str = ite.next();
            System.out.println(str);
            if (str.contains("b")) {
                ite.remove();
            }
        }
　　　　 // 迭代删除方式五
        for (Iterator<String> ite = list.iterator(); ite.hasNext();) {
            String str = ite.next();
            if (str.contains("b")) {
                list.remove(str);
            }
        }

    }
}

方式一：报错 java.util.ConcurrentModificationException
方式二：报错：下标越界 java.lang.IndexOutOfBoundsException

　　　　list移除了元素但size大小未响应变化,因此致使数组下标不对；
　　　　list.remove(i)必须size--

　　　　并且取出的数据的索引也不许确，同时须要作i--操做

 方式三：正常删除，不推荐；每次循环都须要计算list的大小，效率低
 方式四：正常删除，推荐使用
 方式五：报错： java.util.ConcurrentModificationException

二：若是上面的结果算错的话，先看下ArrayList的源码(add和remove方法)web

ArrayList继承AbstractList,modCount是AbstractList中定义用于计算列表的修改次数的属性。数组

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> // AbstractList定义了：protected transient int modCount = 0;数据结构

implements List<E> , RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

{

private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L ;

// 设置arrayList默认容量

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10 ;

// 空数组，当调用无参数构造函数的时候默认给个空数组，用于判断 ArrayList数据是否为空时

private static final Object[]EMPTY_ELEMENTDATA = {};

// 这才是真正保存数据的数组

private transient Object[] elementData;

// arrayList的实际元素数量

private int size;

//构造方法传入默认的capacity 设置默认数组大小

public ArrayList( int initialCapacity) {

super ();

if (initialCapacity < 0 )

throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);

this.elementData = new Object[initialCapacity];

}

//无参数构造方法默认为空数组

public ArrayList() {

super ();

this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

}

//构造方法传入一个Collection，则将Collection里面的值copy到arrayList

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {

elementData = c.toArray();

size = elementData.length;

// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)

if (elementData.getClass() != Object[]. class )

elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[]. class );

}

//下面主要看看ArrayList 是如何将数组进行动态扩充实现add 和 remove

public boolean add(E e) {

ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!

elementData[size++] = e;

return true ;

}

public void add(int index, E element) {

rangeCheckForAdd(index);

ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!

System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1 , size - index);

elementData[index] = element;

size++ ;

}

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {

// 经过比较 elementData和 EMPTY_ELEMENTDATA的地址来判断ArrayList中是否为空

// 这种判空方式相比 elementData. length 更方便，无需进行数组内部属性length的值，只须要比较地址便可。

if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {

minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);

}

ensureExplicitCapacity(minCapacity);

}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {

modCount++ ; //ArrayList每次数据更新（add,remove）都会对modCount的值更新

// 超出了数组可容纳的长度，须要进行动态扩展

if (minCapacity - elementData.length > 0 )

grow(minCapacity);

}

// 这才是 ArrayList 动态扩展的点

private void grow( int minCapacity) {

int oldCapacity = elementData.length;

// 设置新数组的容量扩展为原来数组的1.5倍， oldCapacity >>1 向右位移，至关于 oldCapacity/2, oldCapacity + (oldCapacity >> 1 )= 1.5* oldCapacity

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1 );

// 再判断一下新数组的容量够不够，够了就直接使用这个长度建立新数组，

// 不够就将数组长度设置为须要的长度

if (newCapacity - minCapacity < 0 )

newCapacity = minCapacity;

// 判断有没超过最大限制

if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0 )

newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);

// 将原来数组的值copy新数组中去， ArrayList的引用指向新数组

// 这儿会新建立数组，若是数据量很大，重复的建立的数组，那么仍是会影响效率，

// 所以鼓励在合适的时候经过构造方法指定默认的capaticy大小

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

}

private static int hugeCapacity( int minCapacity) {

if (minCapacity < 0) // overflow

throw new OutOfMemoryError();

return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?

Integer.MAX_VALUE :

MAX_ARRAY_SIZE;

}

// 删除方法

public boolean remove(Object o) {

// Object能够为null

if (o == null) {

// 若是传入的对象是null,则会循环数组查找是否有null的元素,存在则拿到索引index进行快速删除

for ( int index = 0; index < size; index++)

if (elementData[index] == null) {

fastRemove(index);

return true;

}

} else {

// 对象非空则经过循环数组经过 equals进行判断，最终仍是要经过 fastRemove根据索引删除

for (int index = 0; index < size; index++)

if (o.equals(elementData[index])) {

fastRemove(index);

return true;

}

return false;

}

// 快速删除方法：基于下标进行准确删除元素

private void fastRemove( int index) {

// 删除元素会更新ArrayList的modCount值

modCount++;

// 数组是连续的存储数据结构，当删除其中一个元素，该元素后面的全部的元素须要向前移动一个位置

// numMoved 表示删除的下标到最后总共受影响的元素个数，即须要前移的元素个数

int numMoved = size - index - 1;

if (numMoved > 0)

// 在同一个数组中进行复制，把(删除元素下标后面的)数组元素复制(拼接)到( 删除元素下标前的)数组中

// 可是此时会出现最后那个数组元素仍是之前元素而不是null

System. arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);

// 通过 elementData[--size] = null则把数组删除的那个下标移动到最后，加速回收

elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

}

三：看下ArrayList进行foreach时所调用的迭代器(内部迭代器Itr)

/**

* An optimized version of AbstractList.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

// expectedModCount是Itr特有的， modCount是公共的

// expectedModCount和 modCount 默认是二者相等的;ArrayList进行删除修改都会更新 modCount的值

// 当ArrayList经过foreach进入它的内部迭代器Itr时， expectedModCount就被赋值为 modCount的值，后续ArrayList进行增长或删除，只会更新modCount，而不会同步更新 expectedModCount

// 因此迭代器根据这两个值进行判断是否有并发性修改

int expectedModCount = modCount;

public boolean hasNext() {

return cursor != size ;

}

// ArrayList经过foreach（即加强for循环）来循环是调用的是ArrayList中内部类 Itr的next()

@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] ;

}

// ArrayList中迭代器删除方法

public void remove() {

if ( lastRet < 0)

throw new IllegalStateException() ;

checkForComodification() ;

try {

ArrayList. this.remove( lastRet) ;

cursor = lastRet;

lastRet = -1;

// 经过ArrayList中foreach(即经过 ArrayList内部Itr的迭代器 )进行删除元素

// 此时会进行赋值 expectedModCount = modCount ;而不会抛出异常

expectedModCount = modCount;

} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {

throw new ConcurrentModificationException() ;

}

final void checkForComodification() {

if ( modCount != expectedModCount)

throw new ConcurrentModificationException() ;

}

对此应该差很少能够理解了。ArrayList经过foreach迭代是调用的其内部类Itr的next方法。若是经过foreach循环,要去除某些元素，只能经过迭代器删除。由于迭代器删除后会对expectedModCount = modCount设置，不会再循环过程由于expectedModCount 和 modCount值不相等而抛出异常了。若是是经过ArrayList的删除则只会对modCount进行更新，可是ArrayList内部迭代器Itr的属性expectedModCount却没有获得更新，因此抛异常。