在Java编程中,List集合是一种最常用的数据结构,用于存储一组有序、可重复的元素。它继承自Collection接口,它的两个实现子类ArrayList和LinkedList是应用最为频繁的两个类型。
1.禁止在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作
在日常编程开发中,经常会遇到“遍历List,然后对List中的元素按照某种条件进行删除(remove)操作”的场景。
根据阿里巴巴的《JAVA开发手册》建议:
不要在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作。remove 元素请使用 Iterator方式,如果并发操作,需要对 Iterator 对象加锁。
1.1 错误的写法
当使用foreach遍历集合时对集合元素进行 remove/add 操作时,就会抛出ConcurrentModificationException异常。
下面以remove操作为例,如下所示:
运行上面的代码,会抛出如下的ConcurrentModificationException异常:
为什么会这样呢?
究其原因根本在于:foreach其底层实现实际上还是利用iterator和while循环来实现的,如下反编译代码所示:
以ArrayList为例,这里有两个重要的成员变量:
- 1)modCount:它是ArrayList中的一个成员变量,它表示集合实际被修改的次数,当ArrayList被创建时就存在了,初始值为0。如下所示:
protected transient int modCount = 0;
- 2)expectedModCount:它是iterator中的一个成员变量,当ArrayList调用iterator()方法获取一个迭代器时,会创建一个iterator,并且将expectedModCount 初始化为modCount的值。
即在循环迭代时,会首先创建一个迭代实例,这个迭代实例的expectedModCount 初始化为modCount的值。而每当迭代器使? hashNext() 与next() 遍历下?个元素之前,都会检测 expectedModCount 与modCount 的值是否相等。如果相等则遍历;否则就抛出ConcurrentModificationException异常,终?遍历。
如果在循环中删除或者添加元素时,会直接调用集合的remove()与add()方法,从而导致了modCount减少或者增加。但是,这些方法并不会修改迭代实例中的expectedModCount,从而导致在迭代实例中expectedModCount与modCount的值不相等,抛出ConcurrentModificationException异常。
1.2 正确的写法
1)推荐使用Lambda表达式的方式,该方式其语法较为简洁,且效率也不错,如下所示:
2)使用迭代器(Iterator)的方式,迭代器提供了一种安全的方式来修改集合中的元素。同时,该方式也是阿里巴巴的《JAVA开发手册》所推荐的写法,如下所示:
3)最后,您也可以使用最传统的方式,如下所示:
2. ArrayList中的 subList 强转 ArrayList 会导致异常
在阿里巴巴的《JAVA开发手册》中这样描述:
ArrayList的subList结果不可强转成ArrayList,否则会抛出ClassCastException异常,即 java.util.RandomAccessSubList cannot be cast to java.util.ArrayList.
说明:subList 返回的是 ArrayList 的内部类 SubList,并不是 ArrayList ,而是ArrayList 的一个视图,对于 SubList 子列表的所有操作最终会反映到原列表上。
来看一个段示例代码,如下所示:
不出意外的是,该代码抛出ClassCastException异常,如下所示:
java.lang.ClassCastException: class java.util.ArrayList$SubList cannot be cast to class java.util.ArrayList (java.util.ArrayList$SubList and java.util.ArrayList are in module java.base of loader 'bootstrap')
要解决方案上面的问题,您可以通过new一个新的ArrayList对象来接收创建subList结果的拷贝就可以了,如下所示:
3. 集合转数组必须使用集合的 toArray(T[] array)方法
根据阿里巴巴的《Java 开发手册》建议,在调用集合转换数组的方法时,必须调用集合的 toArray(T[] array)方法。同时,传入类型完全一样的数组,数组大小为 list.size()。
使用 toArray 带参的方法,入参分配的数组空间不够大时,toArray 方法内部将重新分配内存空间,并返回新数组地址;如果数组元素大于实际所需,下标为[ list.size() ]的数组元素将被置为 null,其它数组元素保持原值,因此最好将方法入参数组大小定义与集合元素个数一致。如下所示:
4. 数组转集合Arrays.asList()时,不能调用修改集合的相关方法
根据阿里巴巴的《Java 开发手册》建议,在调用数组转换集合的 Arrays.asList()方法时,不能调用其修改集合相关的方法,它的 add/remove/clear 方法会抛出 UnsupportedOperationException 异常。
其原因在于:asList 的返回对象是一个 Arrays 内部类,并没有实现集合的修改方法。Arrays.asList体现的是适配器模式,只是转换接口,后台的数据仍然是数组。如下所示:
未完待续:见《警惕List陷阱:那些年我们踩过的坑(二)》