遍历Java中的列表的方法

对于Java语言有些陌生，我试图使自己熟悉所有可能遍历列表（或其他集合）的方式（或至少是非病理性方式）以及每种方式的优缺点。

给定一个List<E> list对象，我知道以下遍历所有元素的方式：

基本的for 循环（当然，也有等效的while/ do while循环）

// Not recommended (see below)!
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    E element = list.get(i);
    // 1 - can call methods of element
    // 2 - can use 'i' to make index-based calls to methods of list

    // ...
}

注意：正如@a​​marseillan指出的那样，这种形式对Lists 进行迭代是一个糟糕的选择，因为该get方法的实际实现可能不如使用时有效Iterator。例如，LinkedList实现必须遍历i之前的所有元素才能获得第i个元素。

在上面的示例中，List实现没有办法“保存其位置”以使将来的迭代更加有效。对于a而言，ArrayList这并不重要，因为的复杂度/成本get是恒定时间（O（1）），而对于a而言LinkedList，它的复杂度/成本与列表的大小（O（n））成正比。

有关内置Collections实现的计算复杂度的更多信息，请查看此问题。

增强了for循环（此问题对此做了很好的解释）

for (E element : list) {
    // 1 - can call methods of element

    // ...
}

迭代器

for (Iterator<E> iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {
    E element = iter.next();
    // 1 - can call methods of element
    // 2 - can use iter.remove() to remove the current element from the list

    // ...
}

ListIterator

for (ListIterator<E> iter = list.listIterator(); iter.hasNext(); ) {
    E element = iter.next();
    // 1 - can call methods of element
    // 2 - can use iter.remove() to remove the current element from the list
    // 3 - can use iter.add(...) to insert a new element into the list
    //     between element and iter->next()
    // 4 - can use iter.set(...) to replace the current element

    // ...
}

功能性Java

list.stream().map(e -> e + 1); // Can apply a transformation function for e

Iterable.forEach，Stream.forEach，...

（来自Java 8的Stream API的map方法（请参阅@i_am_zero的答案）。）

在实现的Java 8集合类中Iterable（例如，all List）现在具有一个forEach方法，该方法可以代替上面演示的for循环语句使用。（这是另一个可以很好比较的问题。）

Arrays.asList(1,2,3,4).forEach(System.out::println);
// 1 - can call methods of an element
// 2 - would need reference to containing object to remove an item
//     (TODO: someone please confirm / deny this)
// 3 - functionally separates iteration from the action
//     being performed with each item.

Arrays.asList(1,2,3,4).stream().forEach(System.out::println);
// Same capabilities as above plus potentially greater
// utilization of parallelism
// (caution: consequently, order of execution is not guaranteed,
// see [Stream.forEachOrdered][stream-foreach-ordered] for more
// information about this).

还有什么其他方式（如果有）？

（顺便说一句，我的兴趣根本不是出于优化性能的渴望；我只是想知道开发人员可以使用哪些形式。）

三种形式的循环几乎相同。增强for循环：

for (E element : list) {
    . . .
}

根据Java语言规范，其作用与显式使用带有传统循环的迭代器相同for。在第三种情况下，您只能通过删除当前元素来修改列表内容，然后再通过remove迭代器本身的方法进行操作即可。使用基于索引的迭代，您可以自由地以任何方式修改列表。但是，添加或删除当前索引之前的元素可能会导致循环跳过元素或多次处理同一元素；进行此类更改时，您需要适当地调整循环索引。

在所有情况下，element都是对实际列表元素的引用。没有一种迭代方法可以复制列表中的任何内容。内部状态的更改element将始终在列表中相应元素的内部状态中显示。

本质上，只有两种方法可以遍历列表：使用索引或使用迭代器。增强的for循环只是Java 5中引入的语法快捷方式，以避免显式定义迭代器的繁琐工作。对于这两种款式，你可以拿出本质琐碎的变化使用for，while或do while块，但他们都归结为同样的事情（或者说，两件事情）。

编辑：正如@ iX3在评论中指出的那样，您可以ListIterator在迭代时使用a 来设置列表的当前元素。您需要使用List#listIterator()而不是List#iterator()初始化循环变量（显然，必须将其声明为ListIterator而不是Iterator）。

问题中列出的每种示例：

ListIterationExample.java

import java.util.*;

public class ListIterationExample {

     public static void main(String []args){
        List<Integer> numbers = new ArrayList<Integer>();

        // populates list with initial values
        for (Integer i : Arrays.asList(0,1,2,3,4,5,6,7))
            numbers.add(i);
        printList(numbers);         // 0,1,2,3,4,5,6,7

        // replaces each element with twice its value
        for (int index=0; index < numbers.size(); index++) {
            numbers.set(index, numbers.get(index)*2); 
        }
        printList(numbers);         // 0,2,4,6,8,10,12,14

        // does nothing because list is not being changed
        for (Integer number : numbers) {
            number++; // number = new Integer(number+1);
        }
        printList(numbers);         // 0,2,4,6,8,10,12,14  

        // same as above -- just different syntax
        for (Iterator<Integer> iter = numbers.iterator(); iter.hasNext(); ) {
            Integer number = iter.next();
            number++;
        }
        printList(numbers);         // 0,2,4,6,8,10,12,14

        // ListIterator<?> provides an "add" method to insert elements
        // between the current element and the cursor
        for (ListIterator<Integer> iter = numbers.listIterator(); iter.hasNext(); ) {
            Integer number = iter.next();
            iter.add(number+1);     // insert a number right before this
        }
        printList(numbers);         // 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15

        // Iterator<?> provides a "remove" method to delete elements
        // between the current element and the cursor
        for (Iterator<Integer> iter = numbers.iterator(); iter.hasNext(); ) {
            Integer number = iter.next();
            if (number % 2 == 0)    // if number is even 
                iter.remove();      // remove it from the collection
        }
        printList(numbers);         // 1,3,5,7,9,11,13,15

        // ListIterator<?> provides a "set" method to replace elements
        for (ListIterator<Integer> iter = numbers.listIterator(); iter.hasNext(); ) {
            Integer number = iter.next();
            iter.set(number/2);     // divide each element by 2
        }
        printList(numbers);         // 0,1,2,3,4,5,6,7
     }

     public static void printList(List<Integer> numbers) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (Integer number : numbers) {
            sb.append(number);
            sb.append(",");
        }
        sb.deleteCharAt(sb.length()-1); // remove trailing comma
        System.out.println(sb.toString());
     }
}

不建议使用基本循环，因为您不知道列表的实现。

如果那是一个LinkedList，则每次调用

list.get(i)

将遍历列表，导致N ^ 2的时间复杂度。

JDK8样式的迭代：

public class IterationDemo {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3);
        list.stream().forEach(elem -> System.out.println("element " + elem));
    }
}

在Java 8中，我们有多种方法来遍历集合类。

对每个使用Iterable

实现的集合Iterable（例如所有列表）现在具有forEach方法。我们可以使用Java 8中引入的方法引用。

Arrays.asList(1,2,3,4).forEach(System.out::println);

使用流forEach和forEachOrdered

我们还可以使用Stream迭代列表：

Arrays.asList(1,2,3,4).stream().forEach(System.out::println);
Arrays.asList(1,2,3,4).stream().forEachOrdered(System.out::println);

我们应该优先考虑forEachOrdered，forEach因为的行为forEach是显式不确定的forEachOrdered，在这种情况下，如果流具有定义的遇到顺序，则在执行此流的每个元素的动作时，将按流的遇到顺序对其进行操作。因此，forEach不保证订单会得到保留。

流的优点在于，我们还可以在适当的地方使用并行流。如果目标是仅打印项目而不考虑顺序，则可以将并行流用作：

Arrays.asList(1,2,3,4).parallelStream().forEach(System.out::println);

我不知道您认为病理是什么，但让我提供一些您之前从未见过的选择：

List<E> sl= list ;
while( ! sl.empty() ) {
    E element= sl.get(0) ;
    .....
    sl= sl.subList(1,sl.size());
}

或其递归版本：

void visit(List<E> list) {
    if( list.isEmpty() ) return;
    E element= list.get(0) ;
    ....
    visit(list.subList(1,list.size()));
}

另外，经典的递归版本for(int i=0...：

void visit(List<E> list,int pos) {
    if( pos >= list.size() ) return;
    E element= list.get(pos) ;
    ....
    visit(list,pos+1);
}

我之所以提到它们，是因为您“对Java有点陌生”，这可能很有趣。

您可以从Java 8开始使用forEach：

 List<String> nameList   = new ArrayList<>(
            Arrays.asList("USA", "USSR", "UK"));

 nameList.forEach((v) -> System.out.println(v));

对于向后搜索，应使用以下内容：

for (ListIterator<SomeClass> iterator = list.listIterator(list.size()); iterator.hasPrevious();) {
    SomeClass item = iterator.previous();
    ...
    item.remove(); // For instance.
}

如果您想知道职位，请使用iterator.previousIndex（）。这也有助于编写一个内部循环来比较列表中的两个位置（迭代器不相等）。

是的，列出了许多替代方案。最简单，最干净的方法就是使用如下增强for语句。在Expression一些类型，它是可迭代的。

for ( FormalParameter : Expression ) Statement

例如，要遍历List <String> id，我们可以简单地做到这一点，

for (String str : ids) {
    // Do something
}

在中java 8您可以使用List.forEach()方法与lambda expression遍历列表。

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

public class TestA {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("Apple");
        list.add("Orange");
        list.add("Banana");
        list.forEach(
                (name) -> {
                    System.out.println(name);
                }
        );
    }
}

您总是可以使用while循环和更多的代码切换出第一个和第三个示例。这为您提供了可以使用do-while的优势：

int i = 0;
do{
 E element = list.get(i);
 i++;
}
while (i < list.size());

当然，如果list.size（）返回0，则这种情况可能会导致NullPointerException，因为它总是至少执行一次。这可以通过在使用元素的属性/方法之前测试元素是否为空来解决。尽管如此，使用for循环要简单得多