前言
arraylist就是传说中的动态数组，用msdn中的说法，就是array的复杂版本，它提供了如下一些好处：
- 动态的增加和减少元素
- 实现了icollection和ilist接口
- 灵活的设置数组的大小
都说arraylist在用foreach循环的时候，不能add元素，也不能remove元素，可能会抛异常，那我们就来分析一下它具体的实现。我目前的环境是java8。
有下面一段代码：
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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) { } }} |
代码很简单，一个arraylist添加3个元素，foreach循环一下，啥都不干。那么foreach到底是怎么实现的呢，暴力的方法看一下，编译改类，用 javap -c testforeachlist查看class文件的字节码，如下：
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javap -c testforeachlist warning: binary file testforeachlist contains collection.list.testforeachlistcompiled 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} |
可以勉强读，大约是调用了list.iterator，然后根据iterator的hasnext方法返回结果判断是否有下一个，根据next方法取到下一个元素。
但是是总归是体验不好，我们是现代人，所以用一些现代化的手段，直接用idea打开该class文件自动反编译，得到如下内容：
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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()) { ; } }} |
体验好多了，再对比上面的字节码文件，没错
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for(iterator var2 = list.iterator(); var2.hasnext(); var3 = (string)var2.next()) { ; } |
这就是脱掉语法糖外壳的foreach的真正实现。
接下来我们看看这三个方法具体都是怎么实现的：
iterator
arraylist的iterator实现如下：
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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; //省略部分实现} |
itr是arraylist中的内部类，所以list.iterator()的作用是返回了一个itr对象赋值到var2，后面调用var2.hasnext() ，var2.next()就是itr的具体实现了。
这里还值的一提的是expectedmodcount， 这个变量记录被赋值为modcount， modcount是arraylist的父类abstractlist的一个字段，这个字段的含义是list结构发生变更的次数，通常是add或remove等导致元素数量变更的会触发modcount++。
下面接着看itr.hasnext()``var2.next()的实现。
itr.hasnext 和 itr.next 实现
hasnext很简单
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public boolean hasnext() { return cursor != size; } |
当前index不等于size则说明还没迭代完，这里的size是外部类arraylist的字段，表示元素个数。
在看next实现：
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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就抛出异常concurrentmodificationexception。modcount是什么？外部类arraylist的元素数量变更次数；expectedmodcount是什么？初始化内部类itr的时候外部类的元素数量变更次数。
所以，如果在foreach中做了add或者remove操作会导致程序异常concurrentmodificationexception。这里可以走两个例子：
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@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);}} |
单元测试跑过，都抛了concurrentmodificationexception。
checkforcomodification()之后的代码比较简单这里就不分析了。
倒数第二个元素的特殊
到这里我们来捋一捋大致的流程：
获取到itr对象赋值给var2
判断hasnext，也就是判断cursor != size，当前迭代元素下标不等于list的个数，则返回true继续迭代；反之退出循环
next取出迭代元素
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checkforcomodification()，判断modcount != expectedmodcount，元素数量变更次数不等于初始化内部类itr的时元素变更次数，也就是在迭代期间做过修改就抛concurrentmodificationexception。 - 如果检查通过cursor++
下面考虑一种情况：remove了倒数第二个元素会发生什么？代码如下：
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@testpublic 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); } }} |
猜一下会抛出异常吗？答案是否定的。输出为：
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发现少了3没有输出。 分析一下
在倒数第二个元素"2"remove后，list的size-1变为了2，而此时itr中的cur在next方法中取出元素"2"后，做了加1，值变为2了，导致下次判断hasnext时，cursor==size，hasnext返回false，最终最后一个元素没有被输出。
如何避坑
foreach中remove 或 add 有坑，
- 在foreach中做导致元素个数发生变化的操作(remove, add等)时，会抛出concurrentmodificationexception异常
- 在foreach中remove倒数第二个元素时，会导致最后一个元素不被遍历
那么我们如何避免呢？不能用foreach我们就用fori嘛，如下代码：
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@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); } } |
很明显上面是一个错误的示范，输出如下：
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原因很简单，原来的元素1被remove后，后面的向前拷贝，2到了原来1的位置（下标0），3到了原来2的位置（下标1），size由3变2，i+1=1，输出list.get(1)就成了3，2被漏掉了。
下面说下正确的示范：
方法一，还是fori，位置前挪了减回去就行了, remove后i--：
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@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--; //位置前挪了减回去就行了 } } |
方法二，不用arraylist的remove方法，用itr自己定义的remove方法，代码如下：
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@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(); } } |
为什么itr自己定义的remove就不报错了呢？看下源码：
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public void remove() { if (lastret < 0) throw new illegalstateexception(); //依然有校验数量是否变更 checkforcomodification(); try { arraylist.this.remove(lastret); cursor = lastret; lastret = -1; //但是变更之后重新赋值了，又相等了 expectedmodcount = modcount; } catch (indexoutofboundsexception ex) { throw new concurrentmodificationexception(); } } |
依然有 checkforcomodification()校验，但是看到后面又重新赋值了，所以又相等了。
ok，以上就是全部内容。介绍了foreach中list remove的坑，以及如何避免。
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对服务器之家的支持。
原文链接：https://www.cnblogs.com/chrischennx/p/9610853.html
