Java 中遍历列表（Iterate Through List）

简介

在 Java 编程中，遍历列表（List）是一项非常基础且常见的操作。List 是 Java 集合框架中的一个接口，它代表一个有序的元素序列，允许重复元素。学会如何高效地遍历 List 对于处理数据、执行计算以及操作集合中的元素至关重要。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。

目录

1. 基础概念
2. 使用方法
   • for 循环
   • 增强 for 循环（for-each）
   • Iterator 迭代器
   • ListIterator 迭代器
   • 流（Stream API）
3. 常见实践
   • 遍历并打印列表元素
   • 遍历并修改列表元素
   • 遍历并删除列表元素
4. 最佳实践
   • 根据需求选择合适的遍历方式
   • 性能考量
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

遍历列表意味着按照一定的顺序逐个访问列表中的元素。在 Java 中，List 接口提供了多种方式来实现这一操作。不同的遍历方式适用于不同的场景，选择合适的方式可以提高代码的可读性、性能和维护性。

使用方法

for 循环

传统的 for 循环是遍历 List 的一种基本方式。通过索引来访问列表中的元素。

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

public class ForLoopExample {
    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（for-each）

增强 for 循环（for-each）是 Java 5 引入的语法糖，它简化了遍历集合和数组的操作。

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

public class ForEachExample {
    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 迭代器

Iterator 是 Java 集合框架中的一个接口，它提供了一种统一的方式来遍历集合中的元素。

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

public class IteratorExample {
    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 迭代器

ListIterator 是 Iterator 的子接口，专门用于遍历 List。它提供了更多的功能，比如双向遍历、修改元素等。

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

public class ListIteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<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);
        }

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

流（Stream API）

Java 8 引入的 Stream API 提供了一种函数式编程风格的方式来处理集合。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamExample {
    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);
    }
}

常见实践

遍历并打印列表元素

上述所有方法都可以用于遍历并打印列表元素，具体选择哪种方法取决于个人喜好和代码风格。

遍历并修改列表元素

使用 for 循环或 ListIterator 可以方便地修改列表元素。

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

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

        // 使用 for 循环修改元素
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String element = list.get(i);
            list.set(i, element.toUpperCase());
        }
        System.out.println(list);

        // 使用 ListIterator 修改元素
        ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            String element = listIterator.next();
            listIterator.set(element.toLowerCase());
        }
        System.out.println(list);
    }
}

遍历并删除列表元素

使用 Iterator 或 ListIterator 可以安全地删除列表元素。

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

public class RemoveElementExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<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

根据需求选择合适的遍历方式

• 如果只需要顺序遍历并读取元素，增强 for 循环（for-each）或 Stream API 通常是最简洁的选择。
• 如果需要通过索引访问元素或者需要修改列表，传统的 for 循环或 ListIterator 更合适。
• 如果需要删除元素，使用 Iterator 或 ListIterator 以避免 ConcurrentModificationException。

性能考量

• 对于小型列表，不同遍历方式的性能差异通常可以忽略不计。
• 对于大型列表，传统的 for 循环可能在性能上更优，因为它避免了额外的方法调用开销。但在现代 Java 版本中，Stream API 的性能也得到了很大提升。

小结

在 Java 中遍历 List 有多种方式，每种方式都有其特点和适用场景。了解这些方法并根据具体需求选择合适的遍历方式，可以提高代码的质量和效率。无论是简单的打印元素、修改元素还是删除元素，都可以通过合适的遍历方式轻松实现。

参考资料

• Oracle Java Documentation
• Effective Java, Third Edition