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HashMap 的 7 種遍歷方式

本文轉載自   查看原文   2021-08-19 22:42   110    java基礎

本文先從 HashMap 的遍歷方法講起，然后再從性能、原理以及安全性等方面，來分析 HashMap 各種遍歷方式的優勢與不足，本文主要內容如下圖所示：

HashMap 遍歷

HashMap 遍歷從大的方向來說，可分為以下 4 類：

  1. 迭代器（Iterator）方式遍歷；
  2. For Each 方式遍歷；
  3. Lambda 表達式遍歷（JDK 1.8+）;
  4. Streams API 遍歷（JDK 1.8+）。

但每種類型下又有不同的實現方式，因此具體的遍歷方式又可以分為以下 7 種：

  1. 使用迭代器（Iterator）EntrySet 的方式進行遍歷；
  2. 使用迭代器（Iterator）KeySet 的方式進行遍歷；
  3. 使用 For Each EntrySet 的方式進行遍歷；
  4. 使用 For Each KeySet 的方式進行遍歷；
  5. 使用 Lambda 表達式的方式進行遍歷；
  6. 使用 Streams API 單線程的方式進行遍歷；
  7. 使用 Streams API 多線程的方式進行遍歷。

接下來我們來看每種遍歷方式的具體實現代碼。

1.迭代器 EntrySet

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建並賦值 HashMap
        Map<Integer, String> map = new HashMap();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JDK");
        map.put(3, "Spring Framework");
        map.put(4, "MyBatis framework");
        map.put(5, "Java中文社群");
        // 遍歷
        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
      while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();
            System.out.println(entry.getKey());
            System.out.println(entry.getValue());
        }
    }
}

2.迭代器 KeySet

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建並賦值 HashMap
        Map<Integer, String> map = new HashMap();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JDK");
        map.put(3, "Spring Framework");
        map.put(4, "MyBatis framework");
        map.put(5, "Java中文社群");
        // 遍歷
        Iterator<Integer> iterator = map.keySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Integer key = iterator.next();
            System.out.println(key);
            System.out.println(map.get(key));
        }
    }
}

3.ForEach EntrySet

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建並賦值 HashMap
        Map<Integer, String> map = new HashMap();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JDK");
        map.put(3, "Spring Framework");
        map.put(4, "MyBatis framework");
        map.put(5, "Java中文社群");
        // 遍歷
        for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey()); System.out.println(entry.getValue());
        }
    }
}

4.ForEach KeySet

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建並賦值 HashMap
        Map<Integer, String> map = new HashMap();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JDK");
        map.put(3, "Spring Framework");
        map.put(4, "MyBatis framework");
        map.put(5, "Java中文社群");
        // 遍歷
        for (Integer key : map.keySet()) {
            System.out.println(key);
            System.out.println(map.get(key));
        }
    }
}

5.Lambda

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建並賦值 HashMap
        Map<Integer, String> map = new HashMap();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JDK");
        map.put(3, "Spring Framework");
        map.put(4, "MyBatis framework");
        map.put(5, "Java中文社群");
        // 遍歷
        map.forEach((key, value) -> { System.out.println(key); System.out.println(value);
        });
    }
}

6.Streams API 單線程

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建並賦值 HashMap
        Map<Integer, String> map = new HashMap();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JDK");
        map.put(3, "Spring Framework");
        map.put(4, "MyBatis framework");
        map.put(5, "Java中文社群");
        // 遍歷
        map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {
            System.out.println(entry.getKey());
            System.out.println(entry.getValue());
        });
    }
}

7.Streams API 多線程

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建並賦值 HashMap
        Map<Integer, String> map = new HashMap();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JDK");
        map.put(3, "Spring Framework");
        map.put(4, "MyBatis framework");
        map.put(5, "Java中文社群");
        // 遍歷
        map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> {
            System.out.println(entry.getKey());
            System.out.println(entry.getValue());
        });
    }
}

 

注意：其中entrySet 的性能比 keySet 的性能高出了一倍之多，因此我們應該盡量使用 entrySet  來實現 Map 集合的遍歷。

EntrySet 之所以比 KeySet 的性能高是因為，KeySet 在循環時使用了 map.get(key)，而 map.get(key) 相當於又遍歷了一遍 Map 集合去查詢 key 所對應的值。為什么要用“又”這個詞？那是因為在使用迭代器或者 for 循環時，其實已經遍歷了一遍 Map 集合了，因此再使用 map.get(key) 查詢時，相當於遍歷了兩遍。

而 EntrySet 只遍歷了一遍 Map 集合，之后通過代碼“Entry<Integer, String> entry = iterator.next()”把對象的 key 和 value 值都放入到了 Entry 對象中，因此再獲取 key 和 value 值時就無需再遍歷 Map 集合，只需要從 Entry 對象中取值就可以了。

所以，EntrySet 的性能比 KeySet 的性能高出了一倍，因為 KeySet 相當於循環了兩遍 Map 集合，而 EntrySet 只循環了一遍。

安全性測試

我們把以上遍歷划分為四類進行測試：迭代器方式、For 循環方式、Lambda 方式和 Stream 方式，測試代碼如下。

1.迭代器方式

Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();
    if (entry.getKey() == 1) { // 刪除
        System.out.println("del:" + entry.getKey()); iterator.remove();
    } else {
        System.out.println("show:" + entry.getKey());
    }
}

以上程序的執行結果：

show:0

del:1

show:2

測試結果：迭代器中循環刪除數據安全。

2.For 循環方式

for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
    if (entry.getKey() == 1) {
        // 刪除
        System.out.println("del:" + entry.getKey()); map.remove(entry.getKey());
    } else {
        System.out.println("show:" + entry.getKey());
    }
}

以上程序的執行結果：

 

 

 測試結果：For 循環中刪除數據非安全。

3.Lambda 方式

map.forEach((key, value) -> {
    if (key == 1) {
        System.out.println("del:" + key);
        map.remove(key);
    } else {
        System.out.println("show:" + key);
    }
});

以上程序的執行結果：

 

 

 測試結果：Lambda 循環中刪除數據非安全。

Lambda 刪除的正確方式：

// 根據 map 中的 key 去判斷刪除
map.keySet().removeIf(key -> key == 1);
map.forEach((key, value) -> {
    System.out.println("show:" + key);
});

以上程序的執行結果：

show:0

show:2

從上面的代碼可以看出，可以先使用 Lambda 的 removeIf 刪除多余的數據，再進行循環是一種正確操作集合的方式

4.Stream 方式

map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {
    if (entry.getKey() == 1) {
        System.out.println("del:" + entry.getKey());
        map.remove(entry.getKey());
    } else {
        System.out.println("show:" + entry.getKey());
    }
});

以上程序的執行結果：

 

 測試結果：Stream 循環中刪除數據非安全。

Stream 循環的正確方式：

map.entrySet().stream().filter(m -> 1 != m.getKey()).forEach((entry) -> {
    if (entry.getKey() == 1) {
        System.out.println("del:" + entry.getKey());
    } else {
        System.out.println("show:" + entry.getKey());
    }
});

以上程序的執行結果：

show:0

show:2

從上面的代碼可以看出，可以使用 Stream 中的 filter 過濾掉無用的數據，再進行遍歷也是一種安全的操作集合的方式。

小結

我們不能在遍歷中使用集合 map.remove() 來刪除數據，這是非安全的操作方式，

但我們可以使用迭代器的 iterator.remove() 的方法來刪除數據，這是安全的刪除集合的方式。

同樣的我們也可以使用 Lambda 中的 removeIf 來提前刪除數據，或者是使用 Stream 中的 filter 過濾掉要刪除的數據進行循環，這樣都是安全的，當然我們也可以在 for 循環前刪除數據在遍歷也是線程安全的。

總結

本文我們講了 HashMap 4 種遍歷方式：迭代器、for、lambda、stream，以及具體的 7 種遍歷方法，綜合性能和安全性來看，

我們應該盡量使用迭代器（Iterator）來遍歷 EntrySet 的遍歷方式來操作 Map 集合，這樣就會既安全又高效了。

 

另外，可以看下原文中的性能測試部分，這里略

https://mp.weixin.qq.com/s/zQBN3UvJDhRTKP6SzcZFKw


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