Java List的remove()方法陷阱以及性能優(yōu)化的方法教程

這篇文章主要介紹“Java List的remove()方法陷阱以及性能優(yōu)化的方法教程”，在日常操作中，相信很多人在Java List的remove()方法陷阱以及性能優(yōu)化的方法教程問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Java List的remove()方法陷阱以及性能優(yōu)化的方法教程”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

Java List在進行remove（）方法是通常容易踩坑，主要有一下幾點

循環(huán)時：問題在于，刪除某個元素后，因為刪除元素后，后面的元素都往前移動了一位，而你的索引+1，所以實際訪問的元素相對于刪除的元素中間間隔了一位。

幾種常見方法

1.使用for循環(huán)不進行額外處理時（錯誤）

//錯誤的方法
for(int i=0;i<list.size();i++) {
	if(list.get(i)%2==0) {
		list.remove(i);
	}
}

2.使用foreach循環(huán)（錯誤）

for(Integer i:list) {
    if(i%2==0) {
     	list.remove(i);
    }
}

拋出異常：java.util.ConcurrentModificationException；
foreach的本質(zhì)是使用迭代器實現(xiàn)，每次進入for (Integer i:list) 時，會調(diào)用ListItr.next()方法；
繼而調(diào)用checkForComodification()方法， checkForComodification()方法對操作集合的次數(shù)進行了判斷，如果當(dāng)前對集合的操作次數(shù)與生成迭代器時不同，拋出異常

public E next() {
	checkForComodification();
	if (!hasNext()) {
		 throw new NoSuchElementException();
	}
	 lastReturned = next;
	next = next.next;
	nextIndex++;
	return lastReturned.item;
 }
 // checkForComodification()方法對集合遍歷前被修改的次數(shù)與現(xiàn)在被修改的次數(shù)做出對比
final void checkForComodification() {
	  if (modCount != expectedModCount) {
	  		 throw new ConcurrentModificationException();
	  }
             
  }

使用for循環(huán)，并且同時改變索引；（正確）

//正確
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，進行索引后移
	}
}

使用for循環(huán)，倒序進行；（正確）

//正確
for(int i=list.size()-1;i>=0;i--) {
	if(list.get(i)%2==0) {
		list.remove(i);
	}
}

使用while循環(huán)，刪除了元素，索引便不+1，在沒刪除元素時索引+1（正確）

//正確
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（正確,推薦）

只能使用迭代器的remove()方法，使用列表的remove()方法是錯誤的

//正確，并且推薦的方法
Iterator<Integer> itr = list.iterator();
while(itr.hasNext()) {
	if(itr.next()%2 ==0)
		itr.remove();
}

性能分析

下面來談?wù)劗?dāng)數(shù)據(jù)量過大時候，需要刪除的元素較多時，如何用迭代器進行性能的優(yōu)化，對于ArrayList這幾乎是致命的，從一個ArrayList中刪除批量元素都是昂貴的時間復(fù)雜度為O（n²），那么接下來看看LinkeedList是否可行。LinkedList暴露了兩個問題，一個：是每次的Get請求效率不高，而且，對于remove的調(diào)用同樣低效，因為達(dá)到位置I的代價是昂貴的。

是每次的Get請求效率不高
需要先get元素，然后過濾元素。比較元素是否滿足刪除條件。

remove的調(diào)用同樣低效
LinkedList的remove（index），方法是需要先遍歷鏈表，先找到該index下的節(jié)點，再處理節(jié)點的前驅(qū)后繼。

以上兩個問題當(dāng)遇到批量級別需要處理時時間復(fù)雜度直接上升到O（n²）

使用迭代器的方法刪除元素

對于LinkedList，對該迭代器的remove（）方法的調(diào)用只花費常數(shù)時間，因為在循環(huán)時該迭代器位于需要被刪除的節(jié)點，因此是常數(shù)操作。對于一個ArrayList，即使該迭代器位于需要被刪除的節(jié)點，其remove（）方法依然是昂貴的，因為數(shù)組項必須移動。下面貼出示例代碼以及運行結(jié)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偶數(shù)
		long sTime = new Date().getTime();
		Iterator<Integer> itr = lst.iterator();
		while(itr.hasNext()) {
			
			if(itr.next()%2 ==0)
				itr.remove();
		}
		
		System.out.println(name+"使用迭代器時間:"+(new Date().getTime()-sTime)+"毫秒");
	}
	
	public static void removeEvens(List<Integer> list , String name) {//不使用迭代器remove偶數(shù)
		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+"不使用迭代器的時間"+(new Date().getTime()-sTime)+"毫秒");
	}
}

原理 重點看一下LinkedList的迭代器

另一篇博客Iterator簡介 LinkedList使用迭代器優(yōu)化移除批量元素原理
調(diào)用方法：list.iterator();

重點看下remove方法

private class ListItr implements ListIterator<E> {
        //返回的節(jié)點
        private Node<E> lastReturned;
        //下一個節(jié)點
        private Node<E> next;
        //下一個節(jié)點索引
        private int nextIndex;
        //修改次數(shù)
        private int expectedModCount = modCount;

        ListItr(int index) {
            //根據(jù)傳進來的數(shù)字設(shè)置next等屬性，默認(rèn)傳0
            next = (index == size) ? null : node(index);
            nextIndex = index;
        }
        //直接調(diào)用節(jié)點的后繼指針
        public E next() {
            checkForComodification();
            if (!hasNext())
                throw new NoSuchElementException();
            lastReturned = next;
            next = next.next;
            nextIndex++;
            return lastReturned.item;
        }
        //返回節(jié)點的前驅(qū)
        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中按一定規(guī)則移除大量元素時用這個方法
        * 為什么會比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 源碼的remove(int index)的過程是
先逐一移動指針，再找到要移除的Node，最后再修改這個Node前驅(qū)后繼等移除Node。如果有批量元素要按規(guī)則移除的話這么做時間復(fù)雜度O（n²）。但是使用迭代器是O（n）。

先看看list.remove（idnex）是怎么處理的

LinkedList是雙向鏈表，這里示意圖簡單畫個單鏈表
比如要移除鏈表中偶數(shù)元素，先循環(huán)調(diào)用get方法，指針逐漸后移獲得元素，比如獲得index = 1；指針后移兩次才能獲得元素。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)元素值為偶數(shù)是。使用idnex移除元素，如list.remove(1)；鏈表先Node node(int index)返回該index下的元素，與get方法一樣。然后再做前驅(qū)后繼的修改。所以在remove之前相當(dāng)于做了兩次get請求。導(dǎo)致時間復(fù)雜度是O（n）。

繼續(xù)移除下一個元素需要重新再走一遍鏈表（步驟忽略當(dāng)index大于半數(shù)，鏈表倒序查找）

以上如果移除偶數(shù)指針做了6次移動。

刪除2節(jié)點
get請求移動1次，remove（1）移動1次。

刪除4節(jié)點
get請求移動2次，remove（2）移動2次。

迭代器的處理

迭代器的next指針執(zhí)行一次一直向后移動的操作。一共只需要移動4次。當(dāng)元素越多時這個差距會越明顯。整體上移除批量元素是O（n），而使用list.remove(index)移除批量元素是O（n²）

到此，關(guān)于“Java List的remove()方法陷阱以及性能優(yōu)化的方法教程”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>