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List删除所有指定元素
环境:jdk8 1.概要java中List使用List.remove()直接删除指定元素,然而高效删除元素是很难, 在本文章中介绍多种 方法,讨论其中优点和缺点,为了可读性,我创建list(int…) 方法在测试类中,返回ArrayList 2.使用while循环知道如何删除一个元素,然后循环删除,看下简单例子 void removeAll(List list, int element) { while (list.contains(element)) { list.remove(element); } }然而执行下面会报错 // given List list = list(1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when assertThatThrownBy(() -> removeAll(list, valueToRemove)) .isInstanceOf(IndexOutOfBoundsException.class);造成这个原因在第一个代码块3行,调用List.remove(int),该参数被当成list索引index,不是删除元素 这个测试用例调用list.remove(1) ,但是删除元素索引是0,调用List.remove() 改变所有元素在删除元素之后 在这个场景我们删除所有元素,除了第一条记录,为什么仅仅只有第一条剩下呢,1代表索引是非法,因此最后会报错 注意,这个问题原因是调用List.remove() 参数是基本类型 short, char 或者int,因此编译器第一次认为调用匹配重载方法 可以用传入Integer类型正确执行 void removeAll(List list, Integer element) { while (list.contains(element)) { list.remove(element); } }现在下面可以正确执行难 // given List list = list(1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(list).isEqualTo(list(2, 3));List.contains() 和 List.remove() 都必须找到第一个出现元素,这个代码引起没必要遍历 我们可以做到更好如果我们保存元素第一次出现索引 void removeAll(List list, Integer element) { int index; while ((index = list.indexOf(element)) >= 0) { list.remove(index); } }以下代码可以通过 List list = list(1,2,3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); assertThat(list).isEqualTo(list(2, 3));上面情况代码非常整洁和简洁,但是仍然性能很差,因为我们不能跟踪这个循环过程,List.remove()* 必须找到第一个list中元素然后删除,当使用ArrayList ,元素改变引起许多引用拷贝,甚至重新分配内存几次 3.删除元素直到改变原来listList.remove(E element) 有一个特色我们还没提及到,方法返回布尔值true,List 改变由于包含该元素并删除 操作 注意点,List.remove(int index) 返回void,因为根据索引删除是有效,List 总会删除元素,否则会抛出异 常IndexOutOfBoundsException 执行删除直到List 改变 void removeAll(List list, int element) { while (list.remove(element)); }结果如下 // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(list).isEqualTo(list(2, 3));上面代码遇到之前同样问题 3.使用for循环我们可以管理遍历过程通过for循环并且如果匹配元素直接删除 void removeAll(List list, int element) { for (int i = 0; i < list.size(); i++) { if (Objects.equals(element, list.get(i))) { list.remove(i); } } }结果如下: // given List list = list(1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(list).isEqualTo(list(2, 3));然而,如果不同输入,得到错误结果输出: // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(list).isEqualTo(list(1, 2, 3));一步一步分析代码: i = 0 元素和list.get(i)都是等于1在第3行代码,因此java进入if语句 删除元素索引0 list包含1,2和3 i = 1 list.get(i) 返回2因为list删除一个元素,因此改变所有元素位置现在面临问题当有两个相邻值,我们都想删除,解决这个问题,我们增加循环变量 当删除元素变量要减一 void removeAll(List list, int element) { for (int i = 0; i < list.size(); i++) { if (Objects.equals(element, list.get(i))) { list.remove(i); i--; } } }当我们不删除变量增加1 void removeAll(List list, int element) { for (int i = 0; i < list.size();) { if (Objects.equals(element, list.get(i))) { list.remove(i); } else { i++; } } }注意,在这之后,移除i++语句第2行 结果如下: // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(list).isEqualTo(list(2, 3));这个实现好像是对第一眼看上去,这个方法仍然有很严重性能问题: 删除元素改变之后所有元素 索引访问元素LinkedList 意味遍历通过元素一个接一个知道找到该元素 4.使用for-each循环从java5之后可以用for-each循环迭代通过list,下面使用迭代删除元素: void removeAll(List list, int element) { for (Integer number : list) { if (Objects.equals(number, element)) { list.remove(number); } } }注意:使用Integer作为循环类型,因此不会得到NullPointerException ,同时这个方法调用 List.remove(E element) 是我们期望调用方法,不是索引, 代码很简洁,不幸是代码报错: // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when assertThatThrownBy(() -> removeWithForEachLoop(list, valueToRemove)) .isInstanceOf(ConcurrentModificationException.class);for-each循环使用迭代器遍历元素,当修改List 迭代器得到不一致状态,因此抛出常ConcurrentModificationException ,从上面代码得出结论:我们不能修改List,当for-each访问元素时候。 5.使用迭代器使用迭代器遍历和修改List : void removeAll(List list, int element) { for (Iterator i = list.iterator(); i.hasNext();) { Integer number = i.next(); if (Objects.equals(number, element)) { i.remove(); } } }这中方式,迭代器可以跟踪List状态(因为这个可以修改List),下面结果可以正常通过: // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(list).isEqualTo(list(2, 3));因为每个List类提供自己迭代器实现,我们可以安全假定,迭代器实现元素迭代和删除最高效。然而使用Arraylist 仍然要移动很多元素(可以数组重新分配内存),同时上面代码有点难度这个不是标准for循环对于大多数开发来说不熟悉。 6.搜集到目前为止,删除元素都会修改原List ,我们不必要这样,可以创建新List 和搜集元素: List removeAll(List list, int element) { List remainingElements = new ArrayList(); for (Integer number : list) { if (!Objects.equals(number, element)) { remainingElements.add(number); } } return remainingElements; }方法结果返回新的List ,方法必须返回list ,因此我们必须使用方法按照下面: // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when List result = removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(result).isEqualTo(list(2, 3));注意,现在使用for-each循环不能修改List ,我们现在通过它迭代元素,因为没用任何删除,这里没有必要移动元素,因此这个实现性能也很好当我们使用ArrayList 这实现比之前一些方式有些不同: 它不会修改原List 但是返回新List 这个方法决定返回List的实现,它可以是不同于原List同时我们修改我们实现得到以前方法获得List,清除原LIst和增加搜集元素到原List void removeAll(List list, int element) { List remainingElements = new ArrayList(); for (Integer number : list) { if (!Objects.equals(number, element)) { remainingElements.add(number); } } list.clear(); list.addAll(remainingElements); }和之前一样 // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(list).isEqualTo(list(2, 3));不需要修改原List,不必要按照位置访问或者改变,同时,这里有两个Array分配,当调用List.clear() and List.addAll(). 7.使用stream apijava 8 介绍lambda表达式和stream api,有这写强大特色,我们可以解决我们问题并且用很简洁代码 List removeAll(List list, int element) { return list.stream() .filter(e -> !Objects.equals(e, element)) .collect(Collectors.toList()); }这个方法作用和上一部分一样,当我们收集保存元素,然后把这些结果增加原List ,有相同特征, 我们应该返回结果: // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when List result = removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(result).isEqualTo(list(2, 3)); 8. 使用removeIf有lambdas和函数接口java8中,java8还有一些扩展api,例如,List.removeIf() 方法,最后一个部分看见用这个实现 ,参数需要一个条件,如果条件返回true就直接删除元素,对比之前示例,我们必须返回true但我们想保存元素: void removeAll(List list, int element) { list.removeIf(n -> Objects.equals(n, element)); }效果和其他一样: // given List list = list(1, 1, 2, 3); int valueToRemove = 1; // when removeAll(list, valueToRemove); // then assertThat(list).isEqualTo(list(2, 3));实际上,List 本身实现该方法,我们可以放心假定,这种方式性能最好,在以上方法中这个方案是最简洁代码 9.总结本文介绍许多方式解决简单问题,包括错误示例,分析他们找出最好解决方案 参考地址 github地址 |
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