Java 中遍历 List 的全面指南

简介

在 Java 编程中，List 是一种常用的集合类型，它有序且允许重复元素。遍历 List 是日常开发中经常遇到的操作，通过不同的方式遍历 List 可以满足各种业务需求。本文将深入探讨 Java 中遍历 List 的基础概念、多种使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地掌握这一重要的编程技巧。

目录

1. 基础概念
2. 使用方法
   • for 循环遍历
   • 增强 for 循环遍历
   • Iterator 遍历
   • ListIterator 遍历
   • Stream API 遍历
3. 常见实践
   • 获取索引并操作元素
   • 删除元素
4. 最佳实践
   • 性能考量
   • 代码可读性和维护性
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

在 Java 中，List 是 java.util.List 接口的实现，它继承自 Collection 接口。常见的实现类有 ArrayList、LinkedList 等。遍历 List 就是按顺序访问 List 中的每个元素，以便进行读取、修改、删除等操作。

使用方法

for 循环遍历

这是最基本的遍历方式，通过索引来访问 List 中的元素。

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

public class ForLoopIteration {
    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++) {
            String element = list.get(i);
            System.out.println(element);
        }
    }
}

增强 for 循环遍历

增强 for 循环（也称为 foreach 循环）简化了遍历集合和数组的操作，无需手动维护索引。

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

public class EnhancedForLoopIteration {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        list.add("cherry");

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

Iterator 遍历

Iterator 是 Java 集合框架中的迭代器接口，用于遍历集合元素，它提供了 hasNext() 和 next() 方法。

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

public class IteratorIteration {
    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 element = iterator.next();
            System.out.println(element);
        }
    }
}

ListIterator 遍历

ListIterator 是 Iterator 的子接口，专门用于遍历 List。它不仅可以向前遍历，还可以向后遍历，并且可以在遍历过程中修改 List。

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

public class ListIteratorIteration {
    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 element = listIterator.next();
            System.out.println(element);
        }

        // 向后遍历
        while (listIterator.hasPrevious()) {
            String element = listIterator.previous();
            System.out.println(element);
        }
    }
}

Stream API 遍历

Java 8 引入的 Stream API 提供了一种函数式编程风格的遍历方式，简洁且易于理解，还可以进行并行处理。

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

public class StreamAPIIteration {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        list.add("cherry");

        list.stream().forEach(System.out::println);

        // 并行流遍历
        list.parallelStream().forEach(System.out::println);
    }
}

常见实践

获取索引并操作元素

有时候需要在遍历 List 时获取元素的索引。使用普通 for 循环可以轻松实现：

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

public class IndexedIteration {
    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++) {
            String element = list.get(i);
            System.out.println("Index: " + i + ", Element: " + element);
        }
    }
}

删除元素

在遍历 List 时删除元素需要小心，直接使用增强 for 循环或普通 for 循环删除元素会导致 ConcurrentModificationException。使用 Iterator 或 ListIterator 可以安全地删除元素：

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

public class RemoveElementIteration {
    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 element = iterator.next();
            if ("banana".equals(element)) {
                iterator.remove();
            }
        }

        System.out.println(list);
    }
}

最佳实践

性能考量

• ArrayList：对于随机访问频繁的场景，普通 for 循环和增强 for 循环性能较好，因为 ArrayList 支持快速随机访问。
• LinkedList：对于顺序访问和频繁插入删除操作，Iterator 和 ListIterator 性能更优，因为 LinkedList 随机访问性能较差。
• Stream API：在并行处理大量数据时，Stream API 的并行流可以显著提高性能，但对于小数据量可能会有额外开销。

代码可读性和维护性

• 简单遍历操作优先使用增强 for 循环，代码简洁易读。
• 需要获取索引或进行复杂操作时，使用普通 for 循环。
• 涉及删除元素或双向遍历，使用 Iterator 或 ListIterator。
• 函数式编程风格和并行处理选择 Stream API。

小结

本文详细介绍了 Java 中遍历 List 的多种方法，包括基础概念、不同遍历方式的代码示例、常见实践以及最佳实践。在实际开发中，应根据具体需求和性能考量选择合适的遍历方式，以提高代码的质量和效率。

参考资料

• Oracle Java Documentation
• Effective Java, Third Edition