【Java基础】Java集合遍历方式

前言

在Java编程中，集合（Collection）是存储和操作对象的核心工具。遍历集合是开发者最频繁的操作之一，但不同场景下选择合适的遍历方式至关重要。

一、基础遍历方式

1. 基本for循环

适用场景：仅适用于List等有序集合（如ArrayList、LinkedList）。
核心思路：通过索引直接访问元素。
特点：

• 优点：索引操作灵活，适合需频繁访问索引的场景（如修改元素位置）。
• 缺点：代码冗余，无法遍历Set或Map；遍历中修改集合会抛出ConcurrentModificationException异常。

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.println("索引 " + i + ": " + list.get(i));
}

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2. 增强for循环（for-each）

适用场景：所有实现Iterable接口的集合（如List、Set、Map.entrySet()）。
核心思路：隐式迭代器，无需显式管理索引。
特点：

• 优点：语法简洁，可读性强；无需处理索引或迭代器。
• 缺点：无法在遍历中修改集合（添加/删除元素会抛出异常）；无法获取元素索引。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
for (String item : list) {
    System.out.println("元素: " + item);
}

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二、进阶遍历方式

3. Iterator迭代器

适用场景：所有集合类型（List、Set、Map）。
核心思路：通过迭代器逐个访问元素，支持安全删除。
特点：

• 优点：支持遍历中安全删除元素（iterator.remove()）；兼容所有集合类型。
• 缺点：代码复杂度较高；无法直接添加元素或获取索引。

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String item = iterator.next();
    System.out.println("当前元素: " + item);
    if (item.equals("B")) {
        iterator.remove(); // 安全删除元素
    }
}

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4. ListIterator（双向遍历）

适用场景：仅适用于List接口的实现类。
核心思路：支持正向/反向遍历，可获取当前索引并插入元素。
特点：

• 优点：双向遍历（next()/previous()）；支持索引操作和插入。
• 缺点：实现复杂，适用场景有限。

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
ListIterator<String> iterator = list.listIterator();
// 正向遍历
System.out.println("正向遍历：");
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}
// 反向遍历
System.out.println("反向遍历：");
while (iterator.hasPrevious()) {
    System.out.println(iterator.previous());
}

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三、函数式与并行遍历

5. Stream API（Java 8+）

适用场景：复杂操作（过滤、映射、并行处理）。
核心思路：函数式编程范式，支持链式调用。
特点：

• 优点：支持filter、map、reduce等高阶操作；可并行处理（parallel()）。
• 缺点：性能开销较高；不支持直接修改集合。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
// 简单遍历
list.stream().forEach(System.out::println);
// 过滤后遍历
list.stream()
    .filter(s -> s.length() > 1)
    .map(String::toUpperCase)
    .forEach(System.out::println);

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6. forEach方法（Java 8+）

适用场景：所有集合类型，结合Lambda表达式使用。
核心思路：基于Collection.forEach(Consumer)接口。
特点：

• 优点：语法简洁，与Lambda结合自然。
• 缺点：本质是Iterator，无法在遍历中修改集合。

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
list.forEach(item -> {
    if (item.equals("B")) {
        System.out.println("找到元素B");
    }
});

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四、对比与选择建议

对比表格

方法	适用集合类型	支持索引	支持删除	代码简洁性	适用场景
基本for	List	是	否	低	需要索引操作的场景
增强for	所有Iterable	否	否	高	简单遍历，无需修改集合
Iterator	所有集合	否	是	中	安全删除元素的场景
ListIterator	List	是	是	低	双向遍历或插入元素
Stream API	所有集合	否	否	高（函数式）	复杂操作（过滤、映射、并行）
forEach	所有集合	否	否	高	简单遍历，结合Lambda表达式

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选择建议

1. 简单遍历：优先使用增强for循环或 forEach。
2. 需要删除元素：使用**Iterator**（避免ConcurrentModificationException）。
3. 双向遍历或插入：使用**ListIterator**。
4. 复杂操作（过滤、并行）：使用**Stream API**。
5. 索引操作：使用基本for循环或 ListIterator。

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五、注意事项

1. ConcurrentModificationException的根源

• 原因：在遍历过程中直接修改集合（如通过remove()或add()）会破坏迭代器的内部状态。
• 解决方案：
  • 使用Iterator.remove()安全删除元素。
  • 遍历前创建临时集合存储需删除的元素，遍历后统一处理。

2. 并行遍历的性能考量

• Stream.parallel()：适合大数据量场景，但需注意线程安全与任务分割开销。

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六、总结

Java集合遍历方式的选择需结合具体场景，从可读性、安全性、性能等维度综合评估。掌握每种方法的核心特性，能显著提升代码质量和开发效率。无论是基础循环还是函数式编程，理解其底层原理（如迭代器机制、流处理）是进阶的关键。

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延伸阅读：

• Fail-Fast机制与ConcurrentModificationException的深层原理。
• Stream的惰性求值与中间操作/终端操作的区别。