Java 中 ArrayList 迭代的全面指南

简介

在 Java 编程里，ArrayList 是一个常用的动态数组实现类，它允许我们存储和管理一组对象。而迭代 ArrayList 则是指按顺序访问 ArrayList 中的每个元素。掌握 ArrayList 的迭代方法是 Java 开发中的基础技能，能够帮助开发者处理各种数据操作。本文将详细介绍 Java 中迭代 ArrayList 的基础概念、使用方法、常见实践和最佳实践。

基础概念

ArrayList 是 Java 集合框架中的一部分，它继承自 AbstractList 并实现了 List 接口。它内部使用数组来存储元素，当元素数量超过数组容量时，会自动进行扩容。迭代 ArrayList 就是按顺序访问其内部元素的过程，这在处理数据集合时非常常见。

使用方法

for 循环

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListForLoop {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

这种方法通过索引访问 ArrayList 中的元素，适用于需要访问元素索引的场景。

增强 for 循环

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListEnhancedForLoop {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        for (String fruit : list) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

增强 for 循环简化了代码，无需手动管理索引，但无法获取当前元素的索引。

Iterator 迭代器

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class ArrayListIterator {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

Iterator 是 Java 提供的通用迭代器接口，可用于遍历各种集合。它提供了 hasNext() 和 next() 方法，允许在遍历过程中删除元素。

ListIterator 迭代器

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class ArrayListListIterator {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            System.out.println(listIterator.next());
        }
        // 反向遍历
        while (listIterator.hasPrevious()) {
            System.out.println(listIterator.previous());
        }
    }
}

ListIterator 是 Iterator 的子接口，专门用于 List 集合。它支持双向遍历和修改操作。

Lambda 表达式和 Stream API

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListLambdaStream {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        list.forEach(fruit -> System.out.println(fruit));
    }
}

使用 Lambda 表达式和 Stream API 可以简洁地处理集合元素，适用于函数式编程风格。

常见实践

查找元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListFindElement {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        for (String fruit : list) {
            if (fruit.equals("Banana")) {
                System.out.println("Found Banana!");
                break;
            }
        }
    }
}

修改元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class ArrayListModifyElement {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            String fruit = listIterator.next();
            if (fruit.equals("Banana")) {
                listIterator.set("Grape");
            }
        }
        System.out.println(list);
    }
}

删除元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class ArrayListRemoveElement {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String fruit = iterator.next();
            if (fruit.equals("Banana")) {
                iterator.remove();
            }
        }
        System.out.println(list);
    }
}

最佳实践

选择合适的迭代方法：根据具体需求选择迭代方法，如需要索引使用 for 循环，需要双向遍历使用 ListIterator，追求简洁使用 Lambda 表达式。
避免在迭代过程中修改集合：除了使用 Iterator 或 ListIterator 的 remove() 方法外，在迭代过程中修改集合可能会导致 ConcurrentModificationException。
使用 Stream API 进行复杂操作：对于集合的过滤、映射、归约等复杂操作，使用 Stream API 可以提高代码的可读性和性能。

小结

本文详细介绍了 Java 中迭代 ArrayList 的多种方法，包括 for 循环、增强 for 循环、Iterator、ListIterator、Lambda 表达式和 Stream API。同时，展示了常见的实践场景，如查找、修改和删除元素。最后，给出了一些最佳实践建议，帮助开发者在实际项目中高效使用 ArrayList 迭代。

参考资料

《Effective Java》（第三版）
《Java 核心技术》（卷一）