删除 List 中的元素会产生两个问题:

  1. 删除元素后 List 的元素数量会发生变化;
  2. 对 List 进行删除操作可能会产生并发问题;

我们通过代码示例演示正确的删除逻辑

package com.ips.list;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList; public class ArrayListRemove {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("beijing");
list.add("shanghai");
list.add("shanghai");
list.add("guangzhou");
list.add("shenzhen");
list.add("hangzhou");
remove11(list, "shanghai"); } private static void print(List<String> list){
for (String item : list) {
System.out.println("元素值:" + item);
}
} /*
* 错误
*/
public static void remove11(List<String> list, String target){
int size = list.size();
for(int i = 0; i < size; i++){
String item = list.get(i);
if(target.equals(item)){
list.remove(item);
}
}
print(list);
}
/*
* 错误
*/
public static void remove12(List<String> list, String target){
for(int i = 0; i < list.size(); i++){
String item = list.get(i);
if(target.equals(item)){
list.remove(item);
}
}
print(list);
}
/*
* 正确
*/
public static void remove13(List<String> list, String target){
int size = list.size();
for(int i = size - 1; i >= 0; i--){
String item = list.get(i);
if(target.equals(item)){
list.remove(item);
}
}
print(list);
}
/*
* 正确
*/
public static void remove14(List<String> list, String target){
for(int i = list.size() - 1; i >= 0; i--){
String item = list.get(i);
if(target.equals(item)){
list.remove(item);
}
}
print(list);
} /*
* 错误
*/
public static void remove21(List<String> list, String target){
for(String item : list){
if(target.equals(item)){
list.remove(item);
}
}
print(list);
} /*
* 正确
*/
public static void remove22(ArrayList<String> list, String target) {
final CopyOnWriteArrayList<String> cowList = new CopyOnWriteArrayList<String>(list);
for (String item : cowList) {
if (item.equals(target)) {
cowList.remove(item);
}
}
print(cowList);
} /*
* 错误
*/
public static void remove31(List<String> list, String target){
Iterator<String> iter = list.iterator();
while (iter.hasNext()) {
String item = iter.next();
if (item.equals(target)) {
list.remove(item);
}
}
print(list);
}
/*
* 正确
*/
public static void remove32(List<String> list, String target){
Iterator<String> iter = list.iterator();
while (iter.hasNext()) {
String item = iter.next();
if (item.equals(target)) {
iter.remove();
}
}
print(list);
} }

执行 remove11 方法,出现如下错误:

Exception in thread “main” java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 5, Size: 5 
at java.util.ArrayList.rangeCheck(ArrayList.java:635) 
at java.util.ArrayList.get(ArrayList.java:411) 
at com.ips.list.ArrayListRemove.remove11(ArrayListRemove.java:33) 
at com.ips.list.ArrayListRemove.main(ArrayListRemove.java:17)

由于int size = list.size();提前获取了 List 的大小,for 循环中删除了两个元素,导致出现数组越界问题。

执行 remove12 方法,出现如下错误:

元素值:beijing 
元素值:shanghai 
元素值:guangzhou 
元素值:shenzhen 
元素值:hangzhou

字符串“shanghai”没有被删除,该方法解决了数组越界问题,但没有解决彻底删除数据的问题,原因是这样的,跟踪 ArrayList.remove(Object 0) 方法:

    public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (elementData[index] == null) {
fastRemove(index);
return true;
}
} else {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (o.equals(elementData[index])) {
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}

删除元素时执行 else 逻辑,调用了 fastRemove(index) 方法:

    private void fastRemove(int index) {
modCount++;
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}

通过代码我们发现:List 删除元素的逻辑是将目标元素之后的元素往前移一个索引位置,最后一个元素置为 null,同时 size - 1;这也就解释了为什么第二个“shanghai”没有被删除。

执行 remove13 方法,正确:

元素值:beijing 
元素值:guangzhou 
元素值:shenzhen 
元素值:hangzhou

执行 remove14 方法,正确:

元素值:beijing 
元素值:guangzhou 
元素值:shenzhen 
元素值:hangzhou

那么 remove13 与 remove14 有什么区别呢?答案是没有区别,但是 remove11 与 remove12 是有区别的,remove12 中每次for(int i = 0; i < list.size(); i++)执行都会计算 size 值,比较耗性能。

执行 remove21 方法,出现如下错误:

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)
at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831)
at com.ips.list.ArrayListRemove.remove21(ArrayListRemove.java:82)
at com.ips.list.ArrayListRemove.main(ArrayListRemove.java:17)

产生java.util.ConcurrentModificationException异常。foreach 写法实际上是对的 Iterable、hasNext、next方法的简写。因此我们从List.iterator()着手分析,跟踪iterator()方法,该方法返回了 Itr 迭代器对象。

    public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}

Itr 类定义代码:

    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; public boolean hasNext() {
return cursor != size;
} @SuppressWarnings("unchecked")
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];
} public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification(); try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
} final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}

通过代码我们发现 Itr 是 ArrayList 中定义的一个私有内部类,在 next、remove方法中都会调用 checkForComodification 方法,该方法的作用是判断 modCount != expectedModCount是否相等,如果不相等则抛出ConcurrentModificationException异常。每次正常执行 remove 方法后,都会对执行expectedModCount = modCount赋值,保证两个值相等,那么问题基本上已经清晰了,在 foreach 循环中执行 list.remove(item);,对 list 对象的 modCount 值进行了修改,而 list 对象的迭代器的 expectedModCount 值未进行修改,因此抛出了ConcurrentModificationException异常。

执行 remove22 方法,正确:

元素值:beijing 
元素值:guangzhou 
元素值:shenzhen 
元素值:hangzhou 
通过 CopyOnWriteArrayList 解决了 List的并发问题。

执行 remove31 方法,出现如下错误:

Exception in thread “main” java.util.ConcurrentModificationException 
at java.util.ArrayListItr.checkForComodification(ArrayList.java:859)atjava.util.ArrayListItr.checkForComodification(ArrayList.java:859)atjava.util.ArrayListItr.next(ArrayList.java:831) 
at com.ips.list.ArrayListRemove.remove31(ArrayListRemove.java:109) 
at com.ips.list.ArrayListRemove.main(ArrayListRemove.java:17)

与执行 remove21 产生的异常一致,问题产生的原因也一致。

执行 remove32 方法,正确:

元素值:beijing 
元素值:guangzhou 
元素值:shenzhen 
元素值:hangzhou

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