简介

我们在项目开发过程中，经常会有需求需要删除ArrayList中的某个元素，而使用不正确的删除方式，就有可能抛出异常。以及在面试中，经常会遇到面试官询问ArrayList遍历时如何正确删除元素。所以在本篇文章中，我们会对几种删除元素的方式进行测试，并对原理进行研究，希望可以帮助到大家！



ArrayList遍历时删除元素的几种姿势

首先结论如下：



第1种方法 – 普通for循环正序删除（结果：会漏掉元素判断）



第2种方法 – 普通for循环倒序删除（结果：正确删除）



第3种方法 – for-each循环删除（结果：抛出异常）



第4种方法 – Iterator遍历，使用ArrayList.remove()删除元素（结果：抛出异常）



第5种方法 – Iterator遍历，使用Iterator的remove删除元素（结果：正确删除）



下面让我们来详细探究一下原因吧！



首先初始化一个数组arrayList，假设我们要删除等于3的元素。

    public static void main(String[] args) {        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList();        arrayList.add(1);        arrayList.add(2);        arrayList.add(3);        arrayList.add(3);        arrayList.add(4);        arrayList.add(5);        removeWayOne(arrayList);    }  



第1种方法 – 普通for循环正序删除（结果：会漏掉元素判断）



 for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {	if (arrayList.get(i) == 3) {//3是要删除的元素		arrayList.remove(i);		//解决方案: 加一行代码i = i - 1; 删除元素后，下标减1	}    System.out.println("当前arrayList是"+arrayList.toString());}//原ArrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]//删除后是[1, 2, 3, 4, 5]  

输出结果：

 当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]  

可以看到少删除了一个3，



原因在于调用remove删除元素时，remove方法调用System.arraycopy()方法将后面的元素移动到前面的位置，也就是第二个3会移动到数组下标为2的位置，而在下一次循环时，i+1之后，i会为3，不会对数组下标为2这个位置进行判断，所以这种写法，在删除元素时，被删除元素a的后一个元素b会移动a的位置，而i已经加1，会忽略对元素b的判断，所以如果是连续的重复元素，会导致少删除。



解决方案



可以在删除元素后，执行i=i-1，使得下次循环时再次对该数组下标进行判断。



第2种方法 – 普通for循环倒序删除（结果：正确删除）



  for (int i = arrayList.size() -1 ; i>=0; i--) {    if (arrayList.get(i).equals(3)) {        arrayList.remove(i);    }    System.out.println("当前arrayList是"+arrayList.toString());}  

输出结果：

 当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 4, 5]  



这种方法可以正确删除元素，因为调用remove删除元素时，remove方法调用System.arraycopy()将被删除元素a后面的元素向前移动，而不会影响元素a之前的元素，所以倒序遍历可以正常删除元素。



第3种方法 – for-each循环删除（结果：抛出异常）



 public static void removeWayThree(ArrayList<Integer> arrayList) {    for (Integer value : arrayList) {        if (value.equals(3)) {//3是要删除的元素            arrayList.remove(value);        }    System.out.println("当前arrayList是"+arrayList.toString());    }}  

输出结果：

 当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)	at com.test.ArrayListTest1.removeWayThree(ArrayListTest1.java:50)	at com.test.ArrayListTest1.main(ArrayListTest1.java:24)  



会抛出ConcurrentModificationException异常，主要在于for-each的底层实现是使用ArrayList.iterator的hasNext()方法和next()方法实现的，我们可以使用反编译进行验证，对包含上面的方法的类使用以下命令反编译验证



 javac ArrayTest.java//生成ArrayTest.class文件javap -c ArrayListTest.class//对class文件反编译  



得到removeWayThree方法的反编译代码如下：



  public static void removeWayThree(java.util.ArrayList<java.lang.Integer>);    Code:       0: aload_0       1: invokevirtual #12   // Method java/util/ArrayList.iterator:()Ljava/util/Iterator;       4: astore_1       5: aload_1       6: invokeinterface #13,  1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z   调用Iterator.hasNext()方法      11: ifeq          44      14: aload_1      15: invokeinterface #14,  1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;调用Iterator.next()方法      20: checkcast     #9                  // class java/lang/Integer      23: astore_2      24: aload_2      25: iconst_3      26: invokestatic  #4                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;      29: invokevirtual #10                 // Method java/lang/Integer.equals:(Ljava/lang/Object;)Z       32: ifeq          41      35: aload_0      36: aload_2      37: invokevirtual #15                 // Method java/util/ArrayList.remove:(Ljava/lang/Object;)Z      40: pop      41: goto          5      44: return  



可以很清楚得看到Iterator.hasNext()来判断是否还有下一个元素，和Iterator.next()方法来获取下一个元素。而因为在删除元素时，remove()方法会调用fastRemove()方法，其中会对modCount+1，代表对数组进行了修改，将修改次数+1。



  public boolean remove(Object o) {     if (o == null) {         for (int index = 0; index < size; index++)             if (elementData[index] == null) {                 fastRemove(index);             return true;         }     } else {         for (int index = 0; index < size; index++)             if (o.equals(elementData[index])) {                 fastRemove(index);                 return true;             }     } 		return false;}private void fastRemove(int index) {    modCount++;    int numMoved = size - index - 1;    if (numMoved > 0)    			System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work}  



而当删除完元素后，进行下一次循环时，会调用下面源码中Itr.next()方法获取下一个元素，会调用checkForComodification()方法对ArrayList进行校验，判断在遍历ArrayList是否已经被修改，由于之前对modCount+1，而expectedModCount还是初始化时ArrayList.Itr对象时赋的值，所以会不相等，然后抛出ConcurrentModificationException异常。



那么有什么办法可以让expectedModCount及时更新呢？



可以看到下面Itr的源码中，在Itr.remove()方法中删除元素后会对 expectedModCount更新，所以我们在使用删除元素时使用Itr.remove()方法来删除元素就可以保证expectedModCount的更新了，具体看第5种方法。



 private class Itr implements Iterator<E> {        int cursor;       // 游标        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such        int expectedModCount = modCount;//期待的modCount值        public boolean hasNext() {            return cursor != size;        }        @SuppressWarnings("unchecked")        public E next() {            checkForComodification();//判断expectedModCount与当前的modCount是否一致            int i = cursor;            if (i >= size)                throw new NoSuchElementException();            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;            if (i >= elementData.length)                throw new ConcurrentModificationException();            cursor = i + 1;            return (E) elementData[lastRet = i];        }        public void remove() {            if (lastRet < 0)                throw new IllegalStateException();            checkForComodification();            try {                ArrayList.this.remove(lastRet);                cursor = lastRet;                lastRet = -1;                expectedModCount = modCount;//更新expectedModCount            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {                throw new ConcurrentModificationException();            }        }        final void checkForComodification() {            if (modCount != expectedModCount)                throw new ConcurrentModificationException();        }    }  



第4种方法 – Iterator遍历，使用ArrayList.remove()删除元素（结果：抛出异常）



 Iterator<Integer> iterator = arrayList.iterator();while (iterator.hasNext()) {    Integer value = iterator.next();    if (value.equals(3)) {//3是要删除的元素    		arrayList.remove(value);    }    System.out.println("当前arrayList是"+arrayList.toString());}  

输出结果：

 当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)	at com.test.ArrayListTest1.removeWayFour(ArrayListTest1.java:61)	at com.test.ArrayListTest1.main(ArrayListTest1.java:25)  



第3种方法在编译后的代码，其实是跟第4种是一样的，所以第四种写法也会抛出ConcurrentModificationException异常。这种需要注意的是，每次调用iterator的next()方法，会导致游标向右移动，从而达到遍历的目的。所以在单次循环中不能多次调用next()方法，不然会导致每次循环时跳过一些元素，我在一些博客里面看到了一些错误的写法，比如这一篇《在ArrayList的循环中删除元素，会不会出现问题？》文章中：





先调用iterator.next()获取元素，与elem进行比较，如果相等，再调用list.remove(iterator.next());来移除元素，这个时候的iterator.next()其实已经不是与elem相等的元素了，而是后一个元素了，我们可以写个demo来测试一下



 ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList();arrayList.add(1);arrayList.add(2);arrayList.add(3);arrayList.add(4);arrayList.add(5);arrayList.add(6);arrayList.add(7);Integer elem = 3;Iterator iterator = arrayList.iterator();while (iterator.hasNext()) {    System.out.println(arrayList);    if(iterator.next().equals(elem)) {    		arrayList.remove(iterator.next());    }}   



输出结果如下：



 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7][1, 2, 3, 4, 5, 6, 7][1, 2, 3, 4, 5, 6, 7][1, 2, 3, 5, 6, 7]Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)	at com.test.ArrayListTest1.main(ArrayListTest1.java:29)  



可以看到移除的元素其实不是3，而是3之后的元素，因为调用了两次next()方法，导致游标多移动了。所以应该使用Integer value = iterator.next();将元素取出进行判断。



第5种方法 – Iterator遍历，使用Iterator的remove删除元素（结果：正确删除）



 Iterator<Integer> iterator = arrayList.iterator();while (iterator.hasNext()) {    Integer value = iterator.next();    if (value.equals(3)) {//3是需要删除的元素        iterator.remove();    }}  

输出结果：

 当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 3, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 4, 5]当前arrayList是[1, 2, 4, 5]  

可以正确删除元素。



跟第3种和第4种方法的区别在于是使用iterator.remove();来移除元素，而在remove()方法中会对iterator的expectedModCount变量进行更新，所以在下次循环调用iterator.next()方法时，expectedModCount与modCount相等，不会抛出异常。



HashMap遍历时删除元素的几种姿势

首先结论如下：



第1种方法 – for-each遍历HashMap.entrySet，使用HashMap.remove()删除(结果：抛出异常)。



第2种方法-for-each遍历HashMap.keySet，使用HashMap.remove()删除(结果：抛出异常)。



第3种方法-使用HashMap.entrySet().iterator()遍历删除(结果：正确删除)。



下面让我们来详细探究一下原因吧！



HashMap的遍历删除方法与ArrayList的大同小异，只是api的调用方式不同。首先初始化一个HashMap，我们要删除key包含”3″字符串的键值对。

 HashMap<String,Integer> hashMap = new HashMap<String,Integer>();hashMap.put("key1",1);hashMap.put("key2",2);hashMap.put("key3",3);hashMap.put("key4",4);hashMap.put("key5",5);hashMap.put("key6",6);  

第1种方法 – for-each遍历HashMap.entrySet，使用HashMap.remove()删除(结果：抛出异常)

 for (Map.Entry<String,Integer> entry: hashMap.entrySet()) {        String key = entry.getKey();        if(key.contains("3")){            hashMap.remove(entry.getKey());        }     System.out.println("当前HashMap是"+hashMap+" 当前entry是"+entry);}  

输出结果：

 当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前entry是key1=1当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前entry是key2=2当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前entry是key5=5当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前entry是key6=6当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4} 当前entry是key3=3Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException	at java.util.HashMap$HashIterator.nextNode(HashMap.java:1429)	at java.util.HashMap$EntryIterator.next(HashMap.java:1463)	at java.util.HashMap$EntryIterator.next(HashMap.java:1461)	at com.test.HashMapTest.removeWayOne(HashMapTest.java:29)	at com.test.HashMapTest.main(HashMapTest.java:22)  



第2种方法-for-each遍历HashMap.keySet，使用HashMap.remove()删除(结果：抛出异常)

 Set<String> keySet = hashMap.keySet();for(String key : keySet){    if(key.contains("3")){        keySet.remove(key);    }    System.out.println("当前HashMap是"+hashMap+" 当前key是"+key);}  

输出结果如下：

 当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前key是key1当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前key是key2当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前key是key5当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key3=3, key4=4} 当前key是key6当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4} 当前key是key3Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException	at java.util.HashMap$HashIterator.nextNode(HashMap.java:1429)	at java.util.HashMap$KeyIterator.next(HashMap.java:1453)	at com.test.HashMapTest.removeWayTwo(HashMapTest.java:40)	at com.test.HashMapTest.main(HashMapTest.java:23)  

第3种方法-使用HashMap.entrySet().iterator()遍历删除(结果：正确删除)

 Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator  = hashMap.entrySet().iterator();while (iterator.hasNext()) {    Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();    if(entry.getKey().contains("3")){        iterator.remove();    }    System.out.println("当前HashMap是"+hashMap+" 当前entry是"+entry);}  

输出结果：

 当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key1=1当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key2=2当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key5=5当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key6=6当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4, deletekey=3} 当前entry是key4=4当前HashMap是{key1=1, key2=2, key5=5, key6=6, key4=4} 当前entry是deletekey=3  

第1种方法和第2种方法抛出ConcurrentModificationException异常与上面ArrayList错误遍历-删除方法的原因一致，HashIterator也有一个expectedModCount，在遍历时获取下一个元素时，会调用next()方法，然后对

expectedModCount和modCount进行判断，不一致就抛出ConcurrentModificationException异常。

 abstract class HashIterator {    Node<K,V> next;        // next entry to return    Node<K,V> current;     // current entry    int expectedModCount;  // for fast-fail    int index;             // current slot    HashIterator() {        expectedModCount = modCount;        Node<K,V>[] t = table;        current = next = null;        index = 0;        if (t != null && size > 0) { // advance to first entry            do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);        }    }    public final boolean hasNext() {        return next != null;    }    final Node<K,V> nextNode() {        Node<K,V>[] t;        Node<K,V> e = next;        if (modCount != expectedModCount)            throw new ConcurrentModificationException();        if (e == null)            throw new NoSuchElementException();        if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {            do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);        }        return e;    }    public final void remove() {        Node<K,V> p = current;        if (p == null)            throw new IllegalStateException();        if (modCount != expectedModCount)            throw new ConcurrentModificationException();        current = null;        K key = p.key;        removeNode(hash(key), key, null, false, false);        expectedModCount = modCount;    }}  



PS：ConcurrentModificationException是什么？



根据ConcurrentModificationException的文档介绍，一些对象不允许并发修改，当这些修改行为被检测到时，就会抛出这个异常。（例如一些集合不允许一个线程一边遍历时，另一个线程去修改这个集合）。



一些集合（例如Collection, Vector, ArrayList，LinkedList, HashSet, Hashtable, TreeMap, AbstractList, Serialized Form）的Iterator实现中，如果提供这种并发修改异常检测，那么这些Iterator可以称为是”fail-fast Iterator”，意思是快速失败迭代器，就是检测到并发修改时，直接抛出异常，而不是继续执行，等到获取到一些错误值时在抛出异常。



异常检测主要是通过modCount和expectedModCount两个变量来实现的，



• modCount

集合被修改的次数，一般是被集合(ArrayList之类的)持有，每次调用add()，remove()方法会导致modCount+1



• expectedModCount

期待的modCount，一般是被Iterator(ArrayList.iterator()方法返回的iterator对象)持有，一般在Iterator初始化时会赋初始值，在调用Iterator的remove()方法时会对expectedModCount进行更新。（可以看看上面的ArrayList.Itr源码）



然后在Iterator调用next()遍历元素时，会调用checkForComodification()方法比较modCount和expectedModCount，不一致就抛出ConcurrentModificationException。



单线程操作Iterator不当时也会抛出ConcurrentModificationException异常。（上面的例子就是）

WechatIMG4995.jpeg

总结

因为ArrayList和HashMap的Iterator都是上面所说的“fail-fast Iterator”，Iterator在获取下一个元素，删除元素时，都会比较expectedModCount和modCount，不一致就会抛出异常。



所以当使用Iterator遍历元素(for-each遍历底层实现也是Iterator)时，需要删除元素，一定需要使用 Iterator的remove()方法 来删除，而不是直接调用ArrayList或HashMap自身的remove()方法,否则会导致Iterator中的expectedModCount没有及时更新，之后获取下一个元素或者删除元素时，expectedModCount和modCount不一致，然后抛出ConcurrentModificationException异常。



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