ArrayList中元素的删除操作

在聊 ArrayList 的删除删除操作之前，先来说说它的遍历方法。

一个 list 的遍历方法主要有三种：

Iterator 迭代器遍历
遍历下标 for 循环遍历
forEach 遍历

对于这三种遍历方法，产生的删除操作（remove）结果也会不一样。我们主要将 forEach 遍历删除会出现的问题。

我们先来看一段代码

public static void main(String[] args) {List<String> list1 = new ArrayList<>(3);list1.add("name");list1.add("age");list1.add("phone");for (String str : list1){if ("age".equals(str)){list1.remove(str);}}
}

这样子进行删除操作是不会出现问题的，然而当我们把删除的判断条件换成 phone 后就会报异常。

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationExceptionat java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)at com.wiceflow.collection.List.ListRemove.main(ListRemove.java:18)

分析源码揭开它的秘密

我们知道，forEach 循环其实是走 list 的迭代器进行遍历的，我们先看 ArrayList 内部的 forEach 方法。

在 ArrayList 中有一个内部类 Itr 实现了 Iterator ，还有一个 ListItr 继承了 Itr （这个类初始化的时候会将 ArrayList 对象的 modCount 属性的值赋值给 expectedModCount）。

先看迭代器的 next 方法

public E next() {// 这个方法主要是检查光标是否越界的checkForComodification();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];
}
/**
* 在对一个集合对象进行跌代操作的同时，并不限制对集合对象的元素进行操作
* 这些操作包括一些可能引起跌代错误的add()或remove()等危险操作。
* 在AbstractList中，使用了一个简单的机制来规避这些风险。
* 这就是modCount和expectedModCount的作用所在
*/
final void checkForComodification() {if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();
}

关于 checkForComodification() 方法更多的可以看这篇博文：
Java 集合中常见 checkForComodification()方法的作用

我们可以看到，list 每次获取下一个对象前都要去检查一下光标是否越界。在 ArrayList 的所有涉及结构变化的方法中都增加 modCount 的值，包括：add()、remove()、addAll()、removeRange() 及 clear() 方法。这些方法每调用一次，modCount 的值就加 1。而变量 expectedModCount 在迭代开始时便会被赋值成 modCount 的值。所以在循环遍历中，改变结构变化的方法，例如 add()、remove() 都会是 modCount 增长 1 ，而 expectedModCount 却不会变化。

注意，以上讲的涉及到结构变化的方法是 ArrayList 的方法，不是其内部类 Itr 的方法。

来看一下 ArrayList 的 remove 方法

public E remove(int index) {rangeCheck(index);modCount++;E oldValue = elementData(index);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 workreturn oldValue;
}  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
}

从上面源码中我们不难发现，ArrayList 中两个 remove() 方法都对 modCount 进行了自增，那么我们在用迭代器迭代的时候，若是删除末尾的元素，则会造成 modCount 和 expectedModCount 的不一致导致异常抛出。

为什么对倒数第二个元素进行删除不会报异常，而对其他位置的删除会报异常？

我们来看一下 ArrayList 中的内部类 Itr 。我们在调用迭代器的 Next() 方法之前会先调用 hasNext() 方法。

public boolean hasNext() {return cursor != size;
}

从代码上我们可以看出判断条件是当 cursor ！= size 的时候，才会进行下一次循环，而 cursor 参数是我们迭代循环的下标，在我们删除倒数第二个元素后，此时 list 的大小减了 1，再进入下一次循环后会出现 cursor == size ，也就是 hasNext() 便会返回 false 终止了循环。实际上 modCount 的数值也增加了 1，只不过循环没发执行到那里，所以异常也就不会被抛出来了。

for 下标遍历删除

从源码上我们可以看出，在利用 for 下标进行遍历的时候，并不会触发 checkForComodification() 方法，所以此时只要要删除的位置比列表大小小时都不会出错。

public E remove(int index) {rangeCheck(index);modCount++;E oldValue = elementData(index);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 workreturn oldValue;
}

在 ArrayList 源码介绍中，作者是推荐使用 for ( int i; i < size; i++) 方式去遍历，而不是 foreach 或者迭代，这个主要是因为 list 接口实现了 RandomAccess 接口。实现这个接口的集合是随机无序的，所以遍历的时候一般使用上述的 for,记住一点就可以了所有实现了 RandomAccess 接口的集合都是用一般 for 就可以了（可以通过 api 查看那些集合实现了 RandomAccess）。

Iterator 迭代遍历删除

这里我们将的 Iterator 遍历删除调用的方法不是 ArrayList 的 remove 方法，而是其内部类的 remove 方法

我们看源码不难发现，在 Itr 类中，属性 expectedModCount 在调用外部的 remove() 方法后再次被赋值，此时 expectedModCount 是等于 modCount 的。

public void remove() {if (lastRet < 0)throw new IllegalStateException();// 这里检查时候还没有进行删除操作checkForComodification();try {ArrayList.this.remove(lastRet);cursor = lastRet;lastRet = -1;// 先进行了 remove 操作后 再重新对 expectedModCount 进行赋值expectedModCount = modCount;} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();}
}

所以在使用 Iterator 进行遍历删除时不会出现 ConcurrentModificationException 异常。