Java List的remove() Java List的remove()方法陷阱以及性能优化
wsdfym 人气:0Java List在进行remove（）方法是通常容易踩坑，主要有一下几点
循环时：问题在于，删除某个元素后，因为删除元素后，后面的元素都往前移动了一位，而你的索引+1，所以实际访问的元素相对于删除的元素中间间隔了一位。
几种常见方法
1.使用for循环不进行额外处理时（错误）
//错误的方法
for(int i=0;i<list.size();i++) {
if(list.get(i)%2==0) {
list.remove(i);
}
}
2.使用foreach循环（错误）
for(Integer i:list) {
if(i%2==0) {
list.remove(i);
}
}
抛出异常：java.util.ConcurrentModificationException；
foreach的本质是使用迭代器实现，每次进入for (Integer i:list) 时，会调用ListItr.next()方法；
继而调用checkForComodification()方法， checkForComodification()方法对操作集合的次数进行了判断，如果当前对集合的操作次数与生成迭代器时不同，抛出异常
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext()) {
throw new NoSuchElementException();
}
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
// checkForComodification()方法对集合遍历前被修改的次数与现在被修改的次数做出对比
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
使用for循环，并且同时改变索引；（正确）
//正确
for(int i=0;i<list.size();i++) {
if(list.get(i)%2==0) {
list.remove(i);
i--;//在元素被移除掉后，进行索引后移
}
}
使用for循环，倒序进行；（正确）
//正确
for(int i=list.size()-1;i>=0;i--) {
if(list.get(i)%2==0) {
list.remove(i);
}
}
使用while循环，删除了元素，索引便不+1，在没删除元素时索引+1（正确）
//正确
int i=0;
while(i<list.size()) {
if(list.get(i)%2==0) {
list.remove(i);
}else {
i++;
}
}
4.使用迭代器方法（正确,推荐）
只能使用迭代器的remove()方法，使用列表的remove()方法是错误的
//正确，并且推荐的方法
Iterator<Integer> itr = list.iterator();
while(itr.hasNext()) {
if(itr.next()%2 ==0)
itr.remove();
}
性能分析
下面来谈谈当数据量过大时候，需要删除的元素较多时，如何用迭代器进行性能的优化，对于ArrayList这几乎是致命的，从一个ArrayList中删除批量元素都是昂贵的时间复杂度为O（n²），那么接下来看看LinkeedList是否可行。LinkedList暴露了两个问题，一个：是每次的Get请求效率不高，而且，对于remove的调用同样低效，因为达到位置I的代价是昂贵的。
是每次的Get请求效率不高
需要先get元素，然后过滤元素。比较元素是否满足删除条件。
remove的调用同样低效
LinkedList的remove（index），方法是需要先遍历链表，先找到该index下的节点，再处理节点的前驱后继。
以上两个问题当遇到批量级别需要处理时时间复杂度直接上升到O（n²）
使用迭代器的方法删除元素
对于LinkedList，对该迭代器的remove（）方法的调用只花费常数时间，因为在循环时该迭代器位于需要被删除的节点，因此是常数操作。对于一个ArrayList，即使该迭代器位于需要被删除的节点，其remove（）方法依然是昂贵的，因为数组项必须移动。下面贴出示例代码以及运行结果
public class RemoveByIterator {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> arrList1 = new ArrayList<>();
for(int i=0;i<100000;i++) {
arrList1.add(i);
}
List<Integer> linList1 = new LinkedList<>();
for(int i=0;i<100000;i++) {
linList1.add(i);
}
List<Integer> arrList2 = new ArrayList<>();
for(int i=0;i<100000;i++) {
arrList2.add(i);
}
List<Integer> linList2 = new LinkedList<>();
for(int i=0;i<100000;i++) {
linList2.add(i);
}
removeEvens(arrList1,"ArrayList");
removeEvens(linList1,"LinkedList");
removeEvensByIterator(arrList2,"ArrayList");
removeEvensByIterator(linList2,"LinkedList");
}
public static void removeEvensByIterator(List<Integer> lst ,String name) {//利用迭代器remove偶数
long sTime = new Date().getTime();
Iterator<Integer> itr = lst.iterator();
while(itr.hasNext()) {
if(itr.next()%2 ==0)
itr.remove();
}
System.out.println(name+"使用迭代器时间:"+(new Date().getTime()-sTime)+"毫秒");
}
public static void removeEvens(List<Integer> list , String name) {//不使用迭代器remove偶数
long sTime = new Date().getTime();
int i=0;
while(i<list.size()) {
if(list.get(i)%2==0) {
list.remove(i);
}else {
i++;
}
}
System.out.println(name+"不使用迭代器的时间"+(new Date().getTime()-sTime)+"毫秒");
}
}
原理 重点看一下LinkedList的迭代器
另一篇博客Iterator简介 LinkedList使用迭代器优化移除批量元素原理
调用方法：list.iterator();
重点看下remove方法
private class ListItr implements ListIterator<E> {
//返回的节点
private Node<E> lastReturned;
//下一个节点
private Node<E> next;
//下一个节点索引
private int nextIndex;
//修改次数
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
//根据传进来的数字设置next等属性，默认传0
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
//直接调用节点的后继指针
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
//返回节点的前驱
public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
/**
* 最重要的方法，在LinkedList中按一定规则移除大量元素时用这个方法
* 为什么会比list.remove效率高呢;
*/
public void remove() {
checkForComodification();
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
unlink(lastReturned);
if (next == lastReturned)
next = lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned = null;
expectedModCount++;
}
public void set(E e) {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
lastReturned.item = e;
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
lastReturned = null;
if (next == null)
linkLast(e);
else
linkBefore(e, next);
nextIndex++;
expectedModCount++;
}
}
LinkedList 源码的remove(int index)的过程是
先逐一移动指针，再找到要移除的Node，最后再修改这个Node前驱后继等移除Node。如果有批量元素要按规则移除的话这么做时间复杂度O（n²）。但是使用迭代器是O（n）。
先看看list.remove（idnex）是怎么处理的
LinkedList是双向链表，这里示意图简单画个单链表
比如要移除链表中偶数元素，先循环调用get方法，指针逐渐后移获得元素，比如获得index = 1；指针后移两次才能获得元素。
当发现元素值为偶数是。使用idnex移除元素，如list.remove(1)；链表先Node node(int index)返回该index下的元素，与get方法一样。然后再做前驱后继的修改。所以在remove之前相当于做了两次get请求。导致时间复杂度是O（n）。
继续移除下一个元素需要重新再走一遍链表（步骤忽略当index大于半数，链表倒序查找）
以上如果移除偶数指针做了6次移动。
删除2节点
get请求移动1次，remove（1）移动1次。
删除4节点
get请求移动2次，remove（2）移动2次。
迭代器的处理
迭代器的next指针执行一次一直向后移动的操作。一共只需要移动4次。当元素越多时这个差距会越明显。整体上移除批量元素是O（n），而使用list.remove(index)移除批量元素是O（n²）
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