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JAVA中简单的for循环竟有这么多坑,你踩过吗原创

4月前
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大家好,又见面啦~

实际的业务项目开发中,大家应该对从给定的list中剔除不满足条件的元素这个操作不陌生吧?

很多同学可以立刻想出很多种实现的方式,但你想到的这些实现方式都是人畜无害的吗?很多看似正常的操作其实背后是个陷阱,很多新手可能稍不留神就会掉入其中

倘若不幸踩中

  • 代码运行时直接抛异常报错,这个算是不幸中的万幸,至少可以及时发现并去解决

  • 代码运行不报错,但是业务逻辑莫名其妙的出现各种奇怪问题,这种就比较悲剧了,因为这个问题稍不留神的话,可能就会给后续业务埋下隐患。

那么,到底有哪些实现方式呢?哪些实现方式可能会存在问题呢?这里我们一起探讨下。注意哦,这里讨论的可不是茴香豆的“茴”字有有种写法的问题,而是很严肃很现实也很容易被忽略的技术问题。

假设需求场景

给定一个用户列表allUsers,需要从该列表中剔除隶属部门为dev的人员,将剩余的人员信息返回

踩坑操作

foreach循环方式

很多新手的第一想法就是for循环逐个判断校验下然后符合条件的剔除掉就行了嘛~ so easy…

1分钟就把代码写完了:

public List<UserDetail> filterAllDevDeptUsers(List<UserDetail> allUsers) {
    for (UserDetail user : allUsers) {
        // 判断部门如果属于dev,则直接剔除
        if ("dev".equals(user.getDepartment())) {
            allUsers.remove(user);
        }
    }
    // 返回剩余的用户数据
    return allUsers;
}

然后信心满满的点击了执行按钮:

java.util.ConcurrentModificationException: null
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:909)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:859)
    at com.veezean.demo4.UserService.filterAllDevDeptUsers(UserService.java:13)
    at com.veezean.demo4.Main.main(Main.java:26)

诶?what are you 弄啥嘞?咋抛异常了?

一不留神就踩坑里了,下面就一起分析下为啥会抛异常。

原因分析:

JAVA的foreach语法实际处理是基于迭代器Iterator进行实现的。

在循环开始时,会首先创建一个迭代实例,这个迭代实例的expectedModCount 赋值为集合的modCount。而每当迭代器使⽤ hashNext() / next() 遍历下⼀个元素之前,都会检测 modCount 变量与expectedModCount 值是否相等,相等的话就返回遍历;否则就抛出异常ConcurrentModificationException,终⽌遍历。

如果在循环中添加或删除元素,是直接调用集合的add()remove()方法,导致了modCount增加或减少,但这些方法不会修改迭代实例中的expectedModCount,导致在迭代实例中expectedModCount与 modCount的值不相等,抛出ConcurrentModificationException异常。


下标循环操作

嗯哼?既然foreach方式不行,那就用原始的下标循环的方式来搞,总不会报错了吧?依旧很easy …

public List<UserDetail> filterAllDevDeptUsers(List<UserDetail> allUsers) {
    for (int i = 0; i < allUsers.size(); i++) {
        // 判断部门如果属于dev,则直接剔除
        if ("dev".equals(allUsers.get(i).getDepartment())) {
            allUsers.remove(i);
        }
    }
    // 返回剩余的用户数据
    return allUsers;
}

代码一气呵成,执行一下,看下处理后的输出:

{id=2, name='李四', department='dev'}
{id=3, name='王五', department='product'}
{id=4, name='铁柱', department='pm'}

果然,不报错了,结果也输出了,完美~

等等?这样真的OK了吗

我们的代码逻辑里面是判断如果"dev".equals(department),但是输出结果里面,为啥还是有department=dev这种本应被剔除掉的数据呢?

这里如果是在真实业务项目中,开发阶段不报错,又没有仔细去验证结果的情况下,流到生产线上,就可能造成业务逻辑的异常。

接下来看下出现这个现象的具体原因。

原因分析:

我们知道,list中的元素与下标之间,其实并没有强绑定关系,仅仅只是一个位置顺序的对应关系,list中元素变更之后,其每个元素对应的下标都可能会变更,如下示意:

那么,从List中删除元素之后,List中被删元素后面的所有元素下标都发生前移,但是for循环的指针i是始终往后累加的,再处理下一个的时候,就可能会有部分元素被漏掉没有处理。

比如下图的示意,i=0时,判断A元素需要删除,则直接删除;再循环时i=1,此时因为list中元素位置前移,导致B元素变成了原来下标为0的位置,直接被漏掉了:

所以到这里呢,也就可以知道为啥上面的代码执行后会出现漏网之鱼啦~

正确方式

见识了上面2个坑操作之后,那正确妥当的操作方式应该是怎么样的呢

迭代器方式

诶?没搞错吧?前面不是刚说过foreach方式也是使用的迭代器,但是其实是坑操作吗?这里怎么又说迭代器模式正确方式呢?

虽然都是基于迭代器,但是使用逻辑是不一样的,看下代码:

public List<UserDetail> filterAllDevDeptUsers(List<UserDetail> allUsers) {
    Iterator<UserDetail> iterator = allUsers.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        // 判断部门如果属于dev,则直接剔除
        if ("dev".equals(iterator.next().getDepartment())) {
            // 这是重点,此处操作的是Iterator,而不是list
            iterator.remove();
        }
    }
    // 返回剩余的用户数据
    return allUsers;
}

执行结果:

{id=3, name='王五', department='product'}
{id=4, name='铁柱', department='pm'}

这次竟然直接执行成功了,且结果也是正确的。为啥呢?

在前面foreach方式的时候,我们提过之所以会报错的原因,是由于直接修改了原始list数据而没有同步让Iterator感知到,所以导致Iterator操作前校验失败抛异常了。而此处的写法中,直接调用迭代器中的remove()方法,此操作会在调用集合的remove()add()方法后,将expectedModCount重新赋值为modCount,所以在迭代器中增加、删除元素是可以正常运行的。,所以这样就不会出问题啦。


Lumbda表达式

言简意赅,直接上代码:

public List<UserDetail> filterAllDevDeptUsers(List<UserDetail> allUsers) {
    allUsers.removeIf(user -> "dev".equals(user.getDepartment()));
    return allUsers;
}

Stream流操作

作为JAVA8开始加入的Stream,使得这种场景实现起来更加的优雅与易懂:

public List<UserDetail> filterAllDevDeptUsers(List<UserDetail> allUsers) {
    return allUsers.stream()
            .filter(user -> !"dev".equals(user.getDepartment()))
            .collect(Collectors.toList());
}

中间对象辅助方式

既然前面说了不能直接循环的时候执行移除操作,那就先搞个list对象将需要移除的元素暂存起来,最后一起剔除就行啦 ~

嗯,虽然有点挫,但是不得不承认,实际情况中,很多人都在用这个方法

public List<UserDetail> filterAllDevDeptUsers(List<UserDetail> allUsers) {
    List<UserDetail> needRemoveUsers = new ArrayList<>();
    for (UserDetail user : allUsers) {
        if ("dev".equals(user.getDepartment())) {
            needRemoveUsers.add(user);
        }
    }
    allUsers.removeAll(needRemoveUsers);
    return allUsers;
}

或者:

public List<UserDetail> filterAllDevDeptUsers(List<UserDetail> allUsers) {
    List<UserDetail> resultUsers = new ArrayList<>();
    for (UserDetail user : allUsers) {
        if (!"dev".equals(user.getDepartment())) {
            resultUsers.add(user);
        }
    }
    return resultUsers;
}

![](https://veezean-pics-1301558317.cos.ap-nanjing.myqcloud.com/pics/202207050811299.gif)

回顾

好啦,关于JAVA中循环场景中对列表操作的相关内容我们就聊这么多了~ 你有踩过上面的坑么?你还有什么更好的方式来实现吗?欢迎一起讨论交流~

我是悟道,聊技术、又不仅仅聊技术~期待与你一起探讨,一起成长为更好的自己。
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架构悟道

【公众号:架构悟道】多年软件开发与系统架构经验,一起聊聊软件开发技术、系统架构技术、以及程序员最真实可行的职场打怪技能,代码之外的生存软技能。

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