java集合遍歷的幾種方式總結及比較
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集合類的通用遍歷方式, 用迭代器迭代:
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {
Object obj = it.next();
}
Map遍歷方式：
1、通過獲取所有的key按照key來遍歷
//Set<Integer> set = map.keySet(); //得到所有key的集合
for (Integer in : map.keySet()) {
String str = map.get(in);//得到每個key多對用value的值
}2、通過Map.entrySet使用iterator遍歷key和value
Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = map.entrySet().iterator();
while (it.hasNext()) {
Map.Entry<Integer, String> entry = it.next();
System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
}
3、通過Map.entrySet遍歷key和value，推薦，尤其是容量大時
for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
//Map.entry<Integer,String> 對映項（鍵-值對） 有幾個方法：用上面的名字entry
//entry.getKey() ;entry.getValue(); entry.setValue();
//map.entrySet() 返回此對映中包含的對映關係的 Set檢視。
System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
}4、通過Map.values()遍歷所有的value，但不能遍歷key
for (String v : map.values()) {
System.out.println("value= " + v);
}
List遍歷方式：
第一種：
for(Iterator iterator = list.iterator();iterator.hasNext();){
int i = (Integer) iterator.next();
System.out.println(i);
}
第二種：
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
int i = (Integer) iterator.next();
System.out.println(i);
}
第三種：
for (Object object : list) {
System.out.println(object);
}
第四種：
for(int i = 0 ;i<list.size();i++) {
int j= (Integer) list.get(i);
System.out.println(j);
}
資料元素是怎樣在記憶體中存放的？
主要有2種儲存方式：
1、順序儲存，Random Access（Direct Access）：
這種方式，相鄰的資料元素存放於相鄰的記憶體地址中，整塊記憶體地址是連續的。可以根據元素的位置直接計算出記憶體地址，直接進行讀取。讀取一個特定位置元素的平均時間複雜度為O(1)。正常來說，只有基於陣列實現的集合，才有這種特性。Java中以ArrayList為代表。
2、鏈式儲存，Sequential Access：
這種方式，每一個數據元素，在記憶體中都不要求處於相鄰的位置，每個資料元素包含它下一個元素的記憶體地址。不可以根據元素的位置直接計算出記憶體地址，只能按順序讀取元素。讀取一個特定位置元素的平均時間複雜度為O(n)。主要以連結串列為代表。Java中以LinkedList為代表。
每個遍歷方法的實現原理是什麼？
1、傳統的for迴圈遍歷，基於計數器的：
遍歷者自己在集合外部維護一個計數器，然後依次讀取每一個位置的元素，當讀取到最後一個元素後，停止。主要就是需要按元素的位置來讀取元素。
2、迭代器遍歷，Iterator：
每一個具體實現的資料集合，一般都需要提供相應的Iterator。相比於傳統for迴圈，Iterator取締了顯式的遍歷計數器。所以基於順序儲存集合的Iterator可以直接按位置訪問資料。而基於鏈式儲存集合的Iterator，正常的實現，都是需要儲存當前遍歷的位置。然後根據當前位置來向前或者向後移動指標。
3、foreach迴圈遍歷：
根據反編譯的位元組碼可以發現，foreach內部也是採用了Iterator的方式實現，只不過Java編譯器幫我們生成了這些程式碼。
各遍歷方式對於不同的儲存方式，效能如何？
1、傳統的for迴圈遍歷，基於計數器的：
因為是基於元素的位置，按位置讀取。所以我們可以知道，對於順序儲存，因為讀取特定位置元素的平均時間複雜度是O(1)，所以遍歷整個集合的平均時間複雜度為O(n)。而對於鏈式儲存，因為讀取特定位置元素的平均時間複雜度是O(n)，所以遍歷整個集合的平均時間複雜度為O(n2)（n的平方）。
ArrayList按位置讀取的程式碼：直接按元素位置讀取。
transient Object[] elementData;
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
LinkedList按位置讀取的程式碼：每次都需要從第0個元素開始向後讀取。其實它內部也做了小小的優化。
transient int size = 0;
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
Node<E> node(int index) {
if (index < (size >> 1)) { //查詢位置在連結串列前半部分，從連結串列頭開始查詢
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else { //查詢位置在連結串列後半部分，從連結串列尾開始查詢
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
2、迭代器遍歷，Iterator：
那麼對於RandomAccess型別的集合來說，沒有太多意義，反而因為一些額外的操作，還會增加額外的執行時間。但是對於Sequential Access的集合來說，就有很重大的意義了，因為Iterator內部維護了當前遍歷的位置，所以每次遍歷，讀取下一個位置並不需要從集合的第一個元素開始查詢，只要把指標向後移一位就行了，這樣一來，遍歷整個集合的時間複雜度就降低為O(n)；
（這裡只用LinkedList做例子）LinkedList的迭代器，內部實現，就是維護當前遍歷的位置，然後操作指標移動就可以了：
程式碼：
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
3、foreach迴圈遍歷：
分析Java位元組碼可知，foreach內部實現原理，也是通過Iterator實現的，只不過這個Iterator是Java編譯器幫我們生成的，所以我們不需要再手動去編寫。但是因為每次都要做型別轉換檢查，所以花費的時間比Iterator略長。時間複雜度和Iterator一樣。
Iterator和foreach位元組碼如下：
//使用Iterator的位元組碼：
Code:
0: new #16 // class java/util/ArrayList
3: dup
4: invokespecial #18 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: invokeinterface #19, 1 // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator;
14: astore_2
15: goto 25
18: aload_2
19: invokeinterface #25, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
24: pop
25: aload_2
26: invokeinterface #31, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
31: ifne 18
34: return
//使用foreach的位元組碼：
Code:
0: new #16 // class java/util/ArrayList
3: dup
4: invokespecial #18 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: invokeinterface #19, 1 // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator;
14: astore_3
15: goto 28
18: aload_3
19: invokeinterface #25, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
24: checkcast #31 // class loop/Model
27: astore_2
28: aload_3
29: invokeinterface #33, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
34: ifne 18
37: return
View Code
各遍歷方式的適用於什麼場合？
1、傳統的for迴圈遍歷，基於計數器的：
順序儲存：讀取效能比較高。適用於遍歷順序儲存集合。
鏈式儲存：時間複雜度太大，不適用於遍歷鏈式儲存的集合。
2、迭代器遍歷，Iterator：
順序儲存：如果不是太在意時間，推薦選擇此方式，畢竟程式碼更加簡潔，也防止了Off-By-One的問題。
鏈式儲存：意義就重大了，平均時間複雜度降為O(n)，還是挺誘人的，所以推薦此種遍歷方式。
3、foreach迴圈遍歷：
foreach只是讓程式碼更加簡潔了，但是他有一些缺點，就是遍歷過程中不能操作資料集合（刪除等），所以有些場合不使用。而且它本身就是基於Iterator實現的，但是由於型別轉換的問題，所以會比直接使用Iterator慢一點，但是還好，時間複雜度都是一樣的。所以怎麼選擇，參考上面兩種方式，做一個折中的選擇。
Java的最佳實踐是什麼？
Java資料集合框架中，提供了一個RandomAccess介面，該介面沒有方法，只是一個標記。通常被List介面的實現使用，用來標記該List的實現是否支援Random Access。
一個數據集合實現了該介面，就意味著它支援Random Access，按位置讀取元素的平均時間複雜度為O(1)。比如ArrayList。
而沒有實現該介面的，就表示不支援Random Access。比如LinkedList。
所以看來JDK開發者也是注意到這個問題的，那麼推薦的做法就是，如果想要遍歷一個List，那麼先判斷是否支援Random Access，也就是 list instanceof RandomAccess。
比如：
if (list instanceof RandomAccess) {
//使用傳統的for迴圈遍歷。
} else {
//使用Iterator或者foreach。
}