ArrayList迭代过程删除问题

Posted 2020-10-15 chen_yong

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)：

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"));

        /**
         * 报错 java.util.ConcurrentModificationException
         */
        for (String str : list) {
            System.out.println(str);
            if (str.contains("b")) {
                list.remove(str);
            }
        }

        /**
         * 报错：下标越界 java.lang.IndexOutOfBoundsException
         * list移除了元素但size大小未响应变化,所以导致数组下标不对
         * list.remove(i)必须size--
         * 而且取出的数据的索引也不准确，同时需要做i--操作
         */
        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--;
            }
        }

        /**
         * 正常删除，不推荐
         * 每次循环都需要计算list的大小，效率低
         */
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String str = list.get(i);
            System.out.println(str);
            if (str.contains("b")) {
                list.remove(i);
            }
        }

        /**
         * 正常删除，推荐使用
         */
        for (Iterator<String> ite = list.iterator(); ite.hasNext();) {
            String str = ite.next();
            System.out.println(str);
            if (str.contains("b")) {
                ite.remove();
            }
        }

        /**
         * 报错： java.util.ConcurrentModificationException
         */
        for (Iterator<String> ite = list.iterator(); ite.hasNext();) {
            String str = ite.next();
            if (str.contains("b")) {
                list.remove(str);
            }
        }

    }
}

二：如果上面的结果算错的话，先看下ArrayList的源码(add和remove为代表)

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>

 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) {

// 通过比较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，只需要比较地址即可。

 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，需要进行动态扩展 

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，相当于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创建新数组，

 //不够就将数组长度设置为需要的长度 

 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

 //这儿会新创建数组，如果数据量很大，重复的创建的数组，那么还是会影响效率，

 //因此鼓励在合适的时候通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可以为null

if (o == null) {

// 如果传入的对象是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 {

// 对象非空则通过循环数组通过equals进行判断，最终还是要通过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，该元素后面的所有的元素需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，即需要前移的元素个数

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

// 但是此时会出现最后那个数组元素还是以前元素而不是null

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

// 经过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默认是两者相等的;ArrayList进行删除修改都会更新modCount的值

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

// 所以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通过foreach（即增强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;

// 通过ArrayList中foreach(即通过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();

}

}

对此应该差不多可以理解了。