Java集合遍历

Java集合遍历

Java集合遍历是指按特定顺序访问Java集合框架中元素的过程。作为数据处理的核心操作，遍历方式的选择直接影响代码的性能和可读性。本章将系统讲解5种主流遍历方法及其最佳实践。

核心概念

Java集合框架提供了三种主要的遍历范式：

• 显式迭代器模式：通过

  Iterator
  

  或

  ListIterator
  

  实现
• 隐式迭代语法：增强for循环（for-each）语法糖
• 函数式遍历：Java 8引入的Stream API

graph TD A[遍历方式] --> B[Iterator] A --> C[For-Each] A --> D[Stream API] B --> E[允许删除元素] C --> F[语法简洁] D --> G[函数式操作]

遍历方法详解

1. 迭代器(Iterator)

最基础的遍历方式，适用于所有

Collection

实现类：

List<String> fruits = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry");
Iterator<String> iterator = fruits.iterator();

while (iterator.hasNext()) {
    String fruit = iterator.next();
    System.out.println(fruit);
    
    // 安全删除当前元素
    if (fruit.startsWith("A")) {
        iterator.remove();
    }
}

输出：

Apple
Banana
Cherry

2. 增强for循环

语法最简洁的遍历方式，编译后实际转换为迭代器模式：

Set<Integer> primes = new HashSet<>(Set.of(2, 3, 5, 7));

for (Integer prime : primes) {
    System.out.println(prime * 2);
}

特点：

• 代码可读性高
• 不支持修改集合结构
• 线程不安全

3. forEach()方法

Java 8引入的默认方法，支持Lambda表达式：

Map<String, Integer> inventory = Map.of("Laptop", 5, "Phone", 10);

inventory.forEach((item, quantity) -> 
    System.out.printf("%s: %d in stock%n", item, quantity)
);

4. 列表迭代器(ListIterator)

List

特有的双向迭代器：

List<String> colors = new ArrayList<>(List.of("Red", "Green", "Blue"));
ListIterator<String> listIterator = colors.listIterator(colors.size());

// 逆向遍历
while (listIterator.hasPrevious()) {
    System.out.println(listIterator.previous());
}

5. Stream API

函数式编程风格的遍历：

List<Product> products = getProducts();

products.stream()
    .filter(p -> p.getPrice() > 100)
    .map(Product::getName)
    .forEach(System.out::println);

性能比较

下表比较不同集合类型的遍历性能（时间复杂度）：

集合类型	Iterator	For-Each	forEach()	Stream
O(n) | O(n) | O(n) | O(n)
O(n) | O(n) | O(n) | O(n)
O(n) | O(n) | O(n) | O(n)
O(n) | O(n) | O(n) | O(n log n)

$T(n{)}_{TreeSet}=O(n\log n)$ 因为Stream的排序操作

并发修改异常处理

当遍历时修改集合会抛出

ConcurrentModificationException

，解决方案：

• 使用迭代器的

  remove()
  

  方法
• 使用

  CopyOnWriteArrayList
  

  等并发集合
• 先收集要修改的元素，遍历结束后再处理

List<String> data = new ArrayList<>(List.of("A", "B", "C"));
List<String> toRemove = new ArrayList<>();

for (String item : data) {
    if (item.equals("B")) {
        toRemove.add(item);
    }
}
data.removeAll(toRemove);

最佳实践

1. 读操作：优先使用for-each循环

2. 修改操作：必须使用

Iterator

3. 复杂处理：考虑Stream API

4. 并行处理：使用

parallelStream()

实际案例

电商平台购物车结算：

public BigDecimal calculateTotal(Cart cart) {
    return cart.getItems().stream()
        .map(item -> item.getPrice().multiply(BigDecimal.valueOf(item.getQuantity())))
        .reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add);
}

数据库查询结果处理：

try (ResultSet rs = statement.executeQuery("SELECT * FROM users")) {
    List<User> users = new ArrayList<>();
    
    while (rs.next()) {
        users.add(new User(rs.getInt("id"), rs.getString("name")));
    }
    
    users.forEach(user -> sendWelcomeEmail(user));
}

进阶主题

• 自定义迭代器实现

  Iterable
  

  接口
• 使用Spliterator进行并行遍历
• 深度比较不同JDK版本的遍历性能差异

{{Tip|在Java 21+中，考虑使用SequencedCollection的新遍历方法如

reversed()

}