Java List的remove()方法陷阱以及性能優化
Java List在進行remove（）方法是通常容易踩坑，主要有一下幾點
循環時：問題在於，刪除某個元素後，因為刪除元素後，後面的元素都往前移動瞭一位，而你的索引+1，所以實際訪問的元素相對於刪除的元素中間間隔瞭一位。
幾種常見方法
1.使用for循環不進行額外處理時（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（錯誤）
for(Integer i:list) {
if(i%2==0) {
list.remove(i);
}
}
拋出異常：java.util.ConcurrentModificationException；
foreach的本質是使用迭代器實現，每次進入for (Integer i:list) 時，會調用ListItr.next()方法；
繼而調用checkForComodification()方法， checkForComodification()方法對操作集合的次數進行瞭判斷，如果當前對集合的操作次數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與現在被修改的次數做出對比
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
使用for循環，並且同時改變索引；（正確）
//正確
for(int i=0;i<list.size();i++) {
if(list.get(i)%2==0) {
list.remove(i);
i--;//在元素被移除掉後，進行索引後移
}
}
使用for循環，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，刪除瞭元素，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）
隻能使用迭代器的remove()方法，使用列表的remove()方法是錯誤的
//正確，並且推薦的方法
Iterator<Integer> itr = list.iterator();
while(itr.hasNext()) {
if(itr.next()%2 ==0)
itr.remove();
}
性能分析
下面來談談當數據量過大時候，需要刪除的元素較多時，如何用迭代器進行性能的優化，對於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雜度為O（n²），那麼接下來看看LinkeedList是否可行。LinkedList暴露瞭兩個問題，一個：是每次的Get請求效率不高，而且，對於remove的調用同樣低效，因為達到位置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，然後過濾元素。比較元素是否滿足刪除條件。
remove的調用同樣低效
LinkedList的remove（index），方法是需要先遍歷鏈表，先找到該index下的節點，再處理節點的前驅後繼。
以上兩個問題當遇到批量級別需要處理時時間復雜度直接上升到O（n²）
使用迭代器的方法刪除元素
對於LinkedList，對該迭代器的remove（）方法的調用隻花費常數時間，因為在循環時該迭代器位於需要被刪除的節點，因此是常數操作。對於一個ArrayList，即使該迭代器位於需要被刪除的節點，其remove（）方法依然是昂貴的，因為數組項必須移動。下面貼出示例代碼以及運行結果
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
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
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使用迭代器優化移除批量元素原理
調用方法：list.iterator();
重點看下remove方法
private class ListItr implements ListIterator<E> {
//返回的節點
private Node<E> lastReturned;
//下一個節點
private Node<E> next;
//下一個節點索引
private int nextIndex;
//修改次數
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
//根據傳進來的數字設置next等屬性，默認傳0
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
//直接調用節點的後繼指針
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
//返回節點的前驅
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中按一定規則移除大量元素時用這個方法
* 為什麼會比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，最後再修改這個Node前驅後繼等移除Node。如果有批量元素要按規則移除的話這麼做時間復雜度O（n²）。但是使用迭代器是O（n）。
先看看list.remove（idnex）是怎麼處理的
LinkedList是雙向鏈表，這裡示意圖簡單畫個單鏈表
比如要移除鏈表中偶數元素，先循環調用get方法，指針逐漸後移獲得元素，比如獲得index = 1；指針後移兩次才能獲得元素。
當發現元素值為偶數是。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。然後再做前驅後繼的修改。所以在remove之前相當於做瞭兩次get請求。導致時間復雜度是O（n）。
繼續移除下一個元素需要重新再走一遍鏈表（步驟忽略當index大於半數，鏈表倒序查找）
以上如果移除偶數指針做瞭6次移動。
刪除2節點
get請求移動1次，remove（1）移動1次。
刪除4節點
get請求移動2次，remove（2）移動2次。
迭代器的處理
迭代器的next指針執行一次一直向後移動的操作。一共隻需要移動4次。當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）
到此這篇關於Java List的remove()方法陷阱以及性能優化的文章就介紹到這瞭,更多相關Java List的remove() 內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！
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