在Java中迭代列表的方法

Question

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，这种形式对于在Lists上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，…

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？

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

Answer 1

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，只能通过删除当前元素来修改列表内容，然后，仅当你通过remove迭代器本身的方法进行操作时，才能删除列表内容。使用基于索引的迭代，你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，你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将始终在列表上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在注释中指出的那样，你可以ListIterator在迭代时使用a 设置列表的当前元素。你将需要使用List#listIterator()而不是List#iterator()来初始化循环变量（显然，必须将其声明为ListIterator而不是Iterator）。