24.集合的遍历（迭代器遍历、增强for、Lambda表达式）
集合的遍历
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- 1. 迭代器遍历
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- 1.1 概述
- 1.2 方法
- 1.3 代码示例
- 1.4 输出结果
- 1.5 注意事项
- 2. 增强for遍历
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- 2.1 概述
- 2.2 方法
- 2.3 代码示例
- 2.4 输出结果
- 2.5 注意事项
- 3. Lambda表达式遍历
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- 3.1 概述
- 3.2 方法
- 3.3 代码示例
- 3.4 输出结果
- 3.5 注意事项
常见集合类
Lambda表达式
具体信息请查看 API 帮助文档
1. 迭代器遍历
1.1 概述
迭代器遍历是一种在编程中常用的集合遍历方式。迭代器是一种对象，用于按顺序访问集合中的元素，并且可以进行元素的增删操作。迭代器提供了一种统一的访问集合元素的方式，不依赖于集合的具体实现。
使用迭代器进行集合遍历的基本步骤如下：
-
获取迭代器：通过调用集合的
iterator()方法来获取迭代器对象。不同的集合类具有不同的迭代器实现，因此需要根据具体的集合类型来获取相应的迭代器。 -
遍历元素：使用迭代器对象的
hasNext()方法判断是否还有下一个元素，使用next()方法获取当前元素，并将迭代器移动到下一个位置。 -
执行操作：对每个元素执行相应的操作，例如读取元素的值、修改元素、删除元素等。
-
可选地移除元素：如果需要从集合中移除元素，可以使用迭代器的
remove()方法。该方法删除的是上一次调用next()方法返回的元素。 -
循环迭代：重复以上步骤，直到遍历完所有元素，或达到自定义的终止条件。
迭代器遍历的优点是：
-
可以适用于各种类型的集合，不依赖于集合的具体实现。
-
在遍历过程中可以进行元素的增删操作，不会引发并发修改异常。
-
通过迭代器可以实现不同遍历方式，如正向遍历、反向遍历、部分遍历等。
1.2 方法
Iterator中的常用方法 :
| 方法 | 描述 |
|---|---|
Iterator |
获取一个迭代器对象，用于遍历集合中的元素。 |
boolean hasNext() |
判断当前位置是否有元素可以被取出。如果集合还有下一个元素，则返回 true；否则返回 false。 |
E next() |
获取当前位置的元素，并将迭代器对象移向下一个位置。 |
void remove() |
删除迭代器对象当前位置的元素。 |
例如：
Iterator<String> it = coll.iterator();
while (it.hasNext()) {
//next方法的作用：获取元素并移动指针
String str = it.next();
System.out.print(str );
}
细节：
-
如果迭代器已经指向空元素了，依旧强行调用next方法，则会报错NoSuchElementException；
-
迭代器遍历完毕，指针不会复位，依旧指向集合最后，如果想要再次将集合遍历一遍，只能再次创建一个新的迭代器对象，用新的迭代器对象再次遍历；
-
循环中只能用一次next方法；
-
迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或者删除（例如：集合提供的remove方法）。
如果非要删除，可以用迭代器提供的remove方法进行删除。
1.3 代码示例
package text.text02;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/*
迭代器遍历：
Iterator iterator(): 返回此集合中元素的迭代器,通过集合对象的iterator()方法得到
细节：
1.如果迭代器已经指向空元素了，依旧强行调用next方法，则会报错NoSuchElementException；
2.迭代器遍历完毕，指针不会复位，依旧指向集合最后，如果想要再次将集合遍历一遍，只能再次创建一个新的迭代器对象，用新的迭代器对象再次遍历；
3.循环中只能用一次next方法；
4.迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或者删除（例如：集合提供的remove方法）。
如果非要删除，可以用迭代器提供的remove方法进行删除。
*/
public class text24A {
public static void main(String[] args) {
//创建集合并添加元素
Collection<String> coll = new ArrayList<>();
coll.add("aaa");
coll.add("bbb");
coll.add("ccc");
coll.add("ddd");
coll.add("eee");
//调用iterator()方法创建迭代器对象(返回值为迭代器对象)
Iterator<String> it = coll.iterator();
//利用循环遍历集合，获取集合中的每一个元素
while (it.hasNext()) {
//next方法的作用：获取元素并移动指针
String str = it.next();
System.out.print(str + " "); //aaa bbb ccc ddd eee
}
System.out.println();
//1.如果迭代器已经指向空元素了，依旧强行调用next方法，则会报错NoSuchElementException；
//System.out.println(it.next()); //Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException
//at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:864)
//at text.text02.text24A.main(text24A.java:45)
//2.迭代器遍历完毕，指针不会复位，依旧指向集合最后
System.out.println(it.hasNext()); //false，说明该位置没有元素，即指针没有复位
//如果想要再次将集合遍历一遍，只能再次创建一个新的迭代器对象，用新的迭代器对象再次遍历；
Iterator<String> iterator = coll.iterator(); //新的迭代器对象
while (iterator.hasNext()) {
String str = iterator.next();
System.out.print(str + " "); //aaa bbb ccc ddd eee
}
System.out.println();
//3.循环中只能用一次next方法；
/*Iterator iterator1 = coll.iterator();
while (iterator1.hasNext()) {
String str1 = iterator1.next();
String str2 = iterator1.next();
System.out.println(str1); //aaa ccc Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:864) at text.text02.text24A.main(text24A.java:65)
System.out.println(str2); //bbb ddd
}
*/
//4.迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或者删除。
//出现的问题
/*Iterator iterator2 = coll.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {
String str = iterator2.next();
if (str.equals("aaa")) {
coll.remove(str);
}
}
System.out.println(coll); //Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException(并发修改异常) at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:911) at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:861) at text.text02.text24A.main(text24A.java:75) */
//解决方法
Iterator<String> iterator3 = coll.iterator();
while (iterator3.hasNext()) {
String str = iterator3.next();
if (str.equals("aaa")) {
iterator3.remove();
}
}
System.out.println(coll); //[bbb, ccc, ddd, eee]
}
}
1.4 输出结果
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利用循环遍历集合，获取集合中的每一个元素
-
如果迭代器已经指向空元素了，依旧强行调用next方法，则会报错NoSuchElementException；
-
迭代器遍历完毕，指针不会复位，依旧指向集合最后
-
如果想要再次将集合遍历一遍，只能再次创建一个新的迭代器对象，用新的迭代器对象再次遍历；
-
循环中只能用一次next方法；
-
迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或者删除
-
出现的问题
-
解决方法
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1.5 注意事项
-
并发修改异常：在迭代器遍历过程中，如果直接使用集合的方法（如
add()、remove()）修改集合的结构，可能会引发并发修改异常ConcurrentModificationException。为避免此类异常，应该使用迭代器自身的remove()方法来删除元素。 -
一次性遍历：迭代器通常是单向的，即不支持回溯或跳跃遍历集合。所以，在开始遍历之前，应确认不会在遍历过程中修改集合的结构，以防止出现元素丢失、重复遍历等问题。
-
删除元素时机：当需要在迭代器遍历过程中删除元素时，应先调用
next()方法获取当前元素，然后再调用迭代器的remove()方法删除元素。否则，会导致删除错误或引发异常。 -
遍历性能：迭代器遍历是一种逐个访问集合元素的方式，对于大型集合或需要频繁遍历的场景，可能会对性能有一定影响。如果对性能有更高要求，可以考虑其他遍历方式，如增强型 for 循环、Stream API 等。
-
不同类型的集合可能具有不同的迭代器实现方式，因此在使用迭代器进行遍历时，需要根据具体集合类型来获取相应的迭代器。
2. 增强for遍历
2.1 概述
增强for循环（Enhanced for Loop），也被称为for-each循环，是Java中一种用于遍历集合或数组元素的简化循环结构。它提供了一种更简洁、易读的方式来遍历集合中的元素，无需手动使用索引或迭代器。
增强for循环的主要优点是简化了遍历集合或数组的代码，使代码更加简洁易读。
此外，增强for循环具有以下特点：
-
不需要手动控制索引或迭代器，遍历过程更加简便。
-
仅适用于遍历访问集合中的元素，无法获取当前元素的索引或修改集合结构。
-
不需要额外考虑越界或空元素的问题，减少了容易出错的可能性。
需要注意的是，增强for循环在遍历过程中是只读的，无法修改集合中的元素。如果需要对元素进行修改，可以使用普通for循环或迭代器进行遍历。
增强for循环：
-
它是JDK5之后出现的,其内部原理是一个Iterator迭代器
-
实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for
-
简化数组和Collection集合的遍历
2.2 方法
格式：
for(数据类类型 变量名 : 集合/数组){
}
细节：
-
变量名其实是一个第三方变量，在循环的过程中一次表示集合中的每一个数据
-
修改增强for中的变量值，不会改变集合中的原有数据
2.3 代码示例
package text.text02;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
/*
增强for循环：
- 它是JDK5之后出现的,其内部原理是一个Iterator迭代器
- 实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for
- 简化数组和Collection集合的遍历
格式：for(数据类类型 变量名 : 集合/数组){
}
细节：
1，变量名其实是一个第三方变量，在循环的过程中一次表示集合中的每一个数据
2. 修改增强for中的变量值，不会改变集合中的原有数据
*/
public class text25A {
public static void main(String[] args) {
//创建集合并添加数据
Collection<String> coll = new ArrayList<>();
coll.add("aaa");
coll.add("bbb");
coll.add("ccc");
coll.add("ddd");
//利用增强for循环遍历集合
//String为数据类型
//s：为变量名
//coll：为集合的名字
for (String s : coll) {
System.out.print(s + "\t"); //aaa bbb ccc ddd
}
System.out.println();
System.out.println(coll); //[aaa, bbb, ccc, ddd]
}
}
2.4 输出结果
- 利用增强for循环遍历集合
2.5 注意事项
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只读访问：增强for循环是只读访问集合或数组元素的，无法在循环体中修改集合或数组的结构。如果尝试在循环体中修改集合或数组，比如使用
collection.remove(element)，将会引发ConcurrentModificationException异常。 -
局部变量：增强for循环中声明的元素变量是局部变量，其作用域只在当前循环中有效。在循环外部无法访问到该变量。
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不支持索引操作：增强for循环无法获取当前元素的索引值。如果需要索引值进行操作，需要使用传统的for循环或者配合其他变量来实现。
-
遍历顺序：增强for循环按照集合或数组中元素的顺序进行遍历，无法保证按照特定的顺序（比如插入顺序或排序顺序）进行遍历。
-
判空处理：在使用增强for循环遍历集合或数组之前，需要确保集合或数组不为null且不为空。否则，如果对一个空集合或数组进行遍历，将会导致
NullPointerException异常。 -
增强for循环适用性：增强for循环适用于遍历实现了
Iterable接口的集合类（如List、Set等）或数组。对于其他类型的集合或自定义类，可能无法使用增强for循环，需要使用传统的for循环或迭代器来进行遍历。
3. Lambda表达式遍历
3.1 概述
Lambda表达式是Java 8引入的一种函数式编程的特性，它提供了一种更简洁、灵活的方式来表示匿名函数。在遍历集合或数组时，Lambda表达式可以与函数式接口结合使用，实现更简洁的遍历代码。
Lambda表达式在遍历集合或数组中的元素时，通常结合Stream API来使用。Stream API提供了一种函数式的流式操作方式，可以通过链式调用一系列方法来处理集合或数组中的元素。
在Lambda表达式中，箭头符号->将参数列表与函数体分隔开来。参数列表可以省略参数类型，如果只有一个参数，还可以省略小括号。函数体可以是单个表达式或代码块。
3.2 方法
Lambda表达式遍历：
default void forEach(Consumer<? super T> action)
3.3 代码示例
package text.text02;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Consumer;
/*
Lambda表达式遍历：
default void forEach(Consumer action):
*/
public class text26A {
public static void main(String[] args) {
//创建集合并添加元素
Collection<String> coll = new ArrayList<>();
coll.add("aaa");
coll.add("bbb");
coll.add("ccc");
coll.add("ddd");
//先利用匿名内部类遍历
coll.forEach(new Consumer<String>() {
//底层原理：其实也会自己遍历集合，一次得到每一个元素，把得到的每一个元素，传递给下面的accep方法
//s依次表示集合中的每一个元素
@Override
public void accept(String s) {
System.out.print(s + "\t"); //aaa bbb ccc ddd
}
});
System.out.println();
//利用Lambda表达式遍历
coll.forEach(s -> System.out.print(s + "\t")); //aaa bbb ccc ddd
}
}
3.4 输出结果
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先利用匿名内部类遍历
-
利用Lambda表达式遍历
3.5 注意事项
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函数式接口：Lambda表达式需要与函数式接口（Functional Interface）结合使用。函数式接口是只有一个抽象方法的接口，可以使用Lambda表达式作为该接口的实现。确保目标上下文期望的是函数式接口，否则无法使用Lambda表达式。
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Lambda表达式语法：Lambda表达式由
->箭头符号分成两个部分：左侧是参数列表，右侧是函数体。参数列表可以省略参数类型，如果只有一个参数，还可以省略小括号。函数体可以是单个表达式或代码块。 -
变量捕获：Lambda表达式可以访问外部的局部变量或成员变量，但是这些变量必须是隐式具有
final或effectively final特性的（即只能赋值一次，不可再修改）。这是因为Lambda表达式内部会创建一个对变量的拷贝。 -
异常处理：Lambda表达式中的异常必须显式处理或向上抛出，不能直接在函数体中捕获或抛出异常。如果Lambda表达式中抛出了异常，并且函数式接口的抽象方法没有声明抛出该异常，将会导致编译错误。
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对象方法引用：如果Lambda表达式的函数体只是调用一个已存在的方法，可以使用对象方法引用（Object Method Reference）来代替Lambda表达式，提高代码的可读性。
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基本类型：Lambda表达式的参数和返回值可以是任意类型，包括基本类型和引用类型。但是在某些情况下，由于自动装箱和拆箱的性能开销，使用基本类型可能更高效。
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嵌套Lambda表达式：Lambda表达式可以嵌套使用，即在Lambda表达式中再使用Lambda表达式。但是要注意避免过度嵌套，以保持代码的可读性和维护性。