在Java编程中，List集合最常用的数据结构之一，用于存储一组有序、可重复的元素。它继承自Collection接口，其中ArrayList和LinkedList是最常用的两个实现类。本文将深入探讨List集合的使用技巧和注意事项，帮助你避免常见的陷阱并提升代码的安全性与执行效率。

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禁止在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作

在日常编程开发中，经常会遇到“遍历List，然后对List中的元素按照某种条件进行删除(remove)操作”的场景。

根据阿里巴巴的《JAVA开发手册》建议：

不要在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作。remove 元素请使用 Iterator方式，如果并发操作，需要对 Iterator 对象加锁。

1.1 错误的写法

当使用foreach遍历集合时对集合元素进行 remove/add 操作时，就会抛出
ConcurrentModificationException异常。

下面以remove操作为例，如下所示：

运行上面的代码，会抛出如下的
ConcurrentModificationException异常：

为什么会这样呢？

究其原因根本在于：foreach其底层实现实际上还是利用iterator和while循环来实现的，如下反编译代码所示：

以ArrayList为例，这里有两个重要的成员变量：

• 1）modCount：它是ArrayList中的一个成员变量，它表示集合实际被修改的次数，当ArrayList被创建时就存在了，初始值为0。如下所示：

protected transient int modCount = 0;

• 2）expectedModCount：它是iterator中的一个成员变量，当ArrayList调用iterator()方法获取一个迭代器时，会创建一个iterator，并且将expectedModCount 初始化为modCount的值。

即在循环迭代时，会首先创建一个迭代实例，这个迭代实例的expectedModCount 初始化为modCount的值。而每当迭代器使用 hashNext() 与next() 遍历下一个元素之前，都会检测 expectedModCount 与modCount 的值是否相等。如果相等则遍历；否则就抛出
ConcurrentModificationException异常，终止遍历。

如果在循环中删除或者添加元素时，会直接调用集合的remove()与add()方法，从而导致了modCount减少或者增加。但是，这些方法并不会修改迭代实例中的expectedModCount，从而导致在迭代实例中expectedModCount与modCount的值不相等，抛出
ConcurrentModificationException异常。

1.2 正确的写法

• 1）推荐使用Lambda表达式的方式，该方式其语法较为简洁，且效率也不错，如下所示：

• 2）使用迭代器（Iterator）的方式，迭代器提供了一种安全的方式来修改集合中的元素。同时，该方式也是阿里巴巴的《JAVA开发手册》所推荐的写法，如下所示：

• 3）最后，您也可以使用最传统的方式，如下所示：

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ArrayList中的 subList 强转 ArrayList 会导致异常

在阿里巴巴的《JAVA开发手册》中这样描述：

ArrayList的subList结果不可强转成ArrayList，否则会抛出ClassCastException异常，即
java.util.RandomAccessSubList cannot be cast to java.util.ArrayList.

说明：subList 返回的是 ArrayList 的内部类 SubList，并不是 ArrayList ，而是ArrayList 的一个视图，对于 SubList 子列表的所有操作最终会反映到原列表上。

来看一个段示例代码，如下所示：

不出意外的是，该代码抛出ClassCastException异常，如下所示：

java.lang.ClassCastException: class java.util.ArrayList$SubList cannot be cast to class java.util.ArrayList (java.util.ArrayList$SubList and java.util.ArrayList are in module java.base of loader 'bootstrap')

要解决方案上面的问题，您可以通过new一个新的ArrayList对象来接收创建subList结果的拷贝就可以了，如下所示：

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集合转数组必须使用集合的 toArray(T[] array)方法

根据阿里巴巴的《Java 开发手册》建议，在调用集合转换数组的方法时，必须调用集合的 toArray(T[] array)方法。同时，传入类型完全一样的数组，数组大小为 list.size()。

使用 toArray 带参的方法，入参分配的数组空间不够大时，toArray 方法内部将重新分配内存空间，并返回新数组地址；如果数组元素大于实际所需，下标为[ list.size() ]的数组元素将被置为 null，其它数组元素保持原值，因此最好将方法入参数组大小定义与集合元素个数一致。如下所示：

04—数组转集合Arrays.asList()时，不能调用修改集合的相关方法

根据阿里巴巴的《Java 开发手册》建议：在调用数组转换集合的 Arrays.asList()方法时，不能调用其修改集合相关的方法，它的 add/remove/clear 方法会抛出
UnsupportedOperationException 异常。

其原因在于：

asList 的返回对象是一个 Arrays 内部类，并没有实现集合的修改方法。Arrays.asList体现的是适配器模式，只是转换接口，后台的数据仍然是数组。如下所示：

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LinkedList插入就一定比ArrayList执行效率高吗

我们知道，ArrayList底层维护的是一个动态数组，LinkedList底层维护的是一个双向链表。因此，单从数据结构的角度来讲，元素的插入操作对于链表来说应该是优于数组的。

来看下面一段测试代码：

分别执行1000条与100000条数据插入，其结果如下所示：

由此可见，并非在任何时候插入操作都是LinkedList比ArrayList执行效率高，究其原因主要还是在add()方法上，这里就不再继续阐述了。

一般来说，在以下三种情况LinkedList比ArrayList执行效率高：

毫无疑问的是，在查询数据时，LinkedList肯定比ArrayList执行效率低。因为ArrayList数组下标标记数据位置，查询时直接返回对应数组下标数据即可；而LinkedList因为链表的关系，每次获取固定位置的数据都需要循环遍历链表。

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高效地使用List遍历方式

在日常开发中，我们常用的List遍历有如下4种类型：

• 1）普通for循环与foreach循环(增强for)遍历方式，如下所示：

• 2）迭代器(Iterator)遍历方式，如下所示：

• 3）Lambda表达式遍历方式，如下所示：

• 4）Stream API遍历方式，如下所示：

对于上面4种类型的遍历方式，虽然都有各自的特点，但基于编程的简洁性与执行效率，优先推荐Stream API(谨慎使用并行流)与Lambda表达式遍历方式。同时，在遍历前要对List做空值判断，以避免NullPointerException异常发生。