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這篇文章給大家分享的是有關Java8 ArrayList之forEach怎么用的內容。小編覺得挺實用的,因此分享給大家做個參考,一起跟隨小編過來看看吧。
之前使用Java8、順便整理自己學到的一些
常用寫法
for (String str : list){ System.out.println(str); }
Java8中
list.forEach(str-> System.out.println(str)); list.forEach(str-> {});//{}中可以寫邏輯
代碼看上去更簡潔
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); for (int i=0;i<1000000;i++){ list.add("str"+i); } for1(list); for2(list); for3(list); for4(list); } public static void for1(List<String> list){ long startTime = System.currentTimeMillis(); StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < list.size(); i++) { stringBuilder.append(list.get(i)); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("for1 execute time : "+(endTime-startTime) +" ms"); } public static void for2(List<String> list){ long startTime = System.currentTimeMillis(); StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); for (String str : list){ stringBuilder.append(str); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("for2 execute time : "+(endTime-startTime) +" ms"); } public static void for3(List<String> list){ long startTime = System.currentTimeMillis(); StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); list.forEach(c -> { stringBuilder.append(c); }); long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("for3 execute time : "+(endTime-startTime) +" ms"); } public static void for4(List<String> list){ long startTime = System.currentTimeMillis(); StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); list.stream().forEach(c -> { stringBuilder.append(c); }); long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("for4 execute time : "+(endTime-startTime) +" ms"); }
執行結果:
for1 execute time : 33 ms
for2 execute time : 52 ms
for3 execute time : 78 ms
for4 execute time : 37 ms
結果分析:
雖然forEach使代碼看上去更簡潔,但是從效率上看卻是相反的,最原始的循環效率最高,操作越方便的反而性能會下降,操作越方便的方法其內部都是層層調用
default void forEach(Consumer<? super T> action) { Objects.requireNonNull(action); for (T t : this) { action.accept(t); } }
至于list.stream().forEach聽說它可以支持多線程并行操作。
都說ArrayList在用foreach循環的時候,不能add元素,也不能remove元素,可能會拋異常,那我們就來分析一下它具體的實現。我目前的環境是Java8。
有下面一段代碼:
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) { } } }
代碼很簡單,一個ArrayList添加3個元素,foreach循環一下,啥都不干。那么foreach到底是怎么實現的呢,暴力的方法看一下,編譯改類,用 javap -c TestForEachList查看class文件的字節碼,如下:
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 }
可以勉強讀,大約是調用了List.iterator,然后根據iterator的hasNext方法返回結果判斷是否有下一個,根據next方法取到下一個元素。
但是是總歸是體驗不好,我們是現代人,所以用一些現代化的手段,直接用idea打開該class文件自動反編譯,得到如下內容:
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()) { ; } } }
體驗好多了,再對比上面的字節碼文件,沒錯
for(Iterator var2 = list.iterator(); var2.hasNext(); var3 = (String)var2.next()) { ; }
這就是脫掉語法糖外殼的foreach的真正實現。
接下來我們看看這三個方法具體都是怎么實現的:
ArrayList的iterator實現如下:
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; //省略部分實現 }
Itr是ArrayList中的內部類,所以list.iterator()的作用是返回了一個Itr對象賦值到var2,后面調用var2.hasNext(),var2.next()就是Itr的具體實現了。
這里還值的一提的是expectedModCount, 這個變量記錄被賦值為modCount, modCount是ArrayList的父類AbstractList的一個字段,這個字段的含義是list結構發生變更的次數,通常是add或remove等導致元素數量變更的會觸發modCount++。
下面接著看itr.hasNext()``var2.next()的實現。
hasNext很簡單
public boolean hasNext() { return cursor != size; }
當前index不等于size則說明還沒迭代完,這里的size是外部類ArrayList的字段,表示元素個數。
在看next實現:
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就拋出異常ConcurrentModificationException。modCount是什么?外部類ArrayList的元素數量變更次數;expectedModCount是什么?初始化內部類Itr的時候外部類的元素數量變更次數。
所以,如果在foreach中做了add或者remove操作會導致程序異常ConcurrentModificationException。這里可以走兩個例子:
@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); } }
單元測試跑過,都拋了ConcurrentModificationException。
checkForComodification()之后的代碼比較簡單這里就不分析了。
到這里我們來捋一捋大致的流程:
1.獲取到Itr對象賦值給var2
2.判斷hasNext,也就是判斷cursor != size,當前迭代元素下標不等于list的個數,則返回true繼續迭代;反之退出循環
3.next取出迭代元素
checkForComodification(),判斷modCount != expectedModCount,元素數量變更次數不等于初始化內部類Itr的時元素變更次數,也就是在迭代期間做過修改就拋ConcurrentModificationException。
如果檢查通過cursor++
下面考慮一種情況:remove了倒數第二個元素會發生什么?代碼如下:
@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); } } }
猜一下會拋出異常嗎?答案是否定的。輸出為:
1
2
發現少了3沒有輸出。 分析一下
在倒數第二個元素"2"remove后,list的size-1變為了2,而此時itr中的cur在next方法中取出元素"2"后,做了加1,值變為2了,導致下次判斷hasNext時,cursor==size,hasNext返回false,最終最后一個元素沒有被輸出。
foreach中remove 或 add 有坑,
在foreach中做導致元素個數發生變化的操作(remove, add等)時,會拋出ConcurrentModificationException異常
在foreach中remove倒數第二個元素時,會導致最后一個元素不被遍歷
那么我們如何避免呢?不能用foreach我們就用fori嘛,如下代碼:
@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); } }
很明顯上面是一個錯誤的示范,輸出如下:
1
3
原因很簡單,原來的元素1被remove后,后面的向前拷貝,2到了原來1的位置(下標0),3到了原來2的位置(下標1),size由3變2,i+1=1,輸出list.get(1)就成了3,2被漏掉了。
下面說下正確的示范:
@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--; //位置前挪了減回去就行了 } }
@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(); } }
為什么itr自己定義的remove就不報錯了呢?看下源碼:
public void remove() { if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); //依然有校驗數量是否變更 checkForComodification(); try { ArrayList.this.remove(lastRet); cursor = lastRet; lastRet = -1; //但是變更之后重新賦值了,又相等了 expectedModCount = modCount; } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } }
依然有 checkForComodification()校驗,但是看到后面又重新賦值了,所以又相等了。
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