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Java Collection 移除元素的几种方式

1. 前言

操作集合是一个 Java 编程人员几乎每天都在重复的事情。今天我们来研究一下从 Java Collection 中删除元素的方法。我构建了一个简单的集合，我们以此为例子来展开探索。

List<String> servers = new ArrayList<>();
        servers.add("Felordcn");
        servers.add("Tomcat");
        servers.add("Jetty");
        servers.add("Undertow");
        servers.add("Resin");

2. for 循环并不一定能从集合中移除元素

让我们使用传统的 foreach 循环移除 F 开头的假服务器，但是你会发现这种操作引发了 ConcurrentModificationException 异常。

// 错误的示范 千万不要使用
  for (String server : servers) {
    if (server.startsWith("F")) {
        servers.remove(server);
    }
 }

难道 for 循环就不能移除元素了吗？当然不是！我们如果能确定需要被移除的元素的索引还是可以的。

// 这种方式是可行
 for (int i = 0; i < servers.size(); i++) {
    if (servers.get(i).startsWith("F")) {
        servers.remove(i);
    }
}

但是这种方式我目前只演示了 ArrayList ，其它的类型并没有严格测试，留给你自己探索。

3. 迭代器 Iterator 可以删除集合中的元素

在传统方式中我们使用 Iterator 是可以保证删除元素的：

Iterator<String> iterator = servers.iterator();

        while (iterator.hasNext()) {
            String next = iterator.next();
            if (next.startsWith("F")) {
                iterator.remove();
            }
        }

4. 遍历删除元素的缺点

我们需要遍历集合的每一个元素并对它们进行断言，哪怕你删除一个元素。
尽管我们可以通过迭代的方式删除特定的元素，但是操作繁琐，根据集合类型的不同有潜在的 ConcurrentModificationException 异常。
根据数据结构的不同，删除元素的时间复杂度也大大不同。比如数组结构的 ArrayList 在删除元素的速度上不如链表结构的 LinkedList 。

5. 新的集合元素删除操作

Java 8提供了新的集合操作 API 和 Stream 来帮助我们解决这个问题。我在以前的文章中已经介绍了 Java 8 Stream API ,如果有兴趣可以去看看。

5.1 Collection.removeIf()

新的 Collection Api removeIf(Predicate<? super E> filter) 。该 Api 提供了一种更简洁的使用 Predicate （断言）删除元素的方法，于是我们可以更加简洁的实现开始的需求：

servers.removeIf(s-> s.startsWith("F"));

同时根据测试， ArrayList 和 LinkedList 的性能接近。一般推荐使用这种方式进行操作。

5.2 Stream 实现移除元素

和上面所有移除操作不同的是，其实任何操作都不会改变 Stream 源，我们仅仅是使用 Stream Api 操作数据源的副本。遵循了 数据源 -> 中间操作 -> 归纳终止 的生命周期。我们来看看使用 Stream 如何实现我们的意图。

5.2.1 通过 filter 断言实现

我们可以使用 Stream 的 filter 断言。 filter 断言会把符合断言的流元素汇集成一个新的流，然后归纳起来即可，于是我们可以这么写：

// 跟以上不同的是 该方式中的断言是取反的操作。
List<String> newServers = servers.stream().filter(s -> !s.startsWith("F")).collect(Collectors.toList());

这个优点上面已经说了不会影响原始数据，生成的是一个副本。缺点就是可能会有内存占用问题。

5.2.2 通过 Collectors.partitioningBy 归纳

这种方法虽然可以满足需要但是我感觉有点投机取巧的成份。 Collectors.partitioningBy() 方法本意是做二分类的。该方法会将流中符合断言的、不符合断言的元素分别归纳到两个 key 分别为 true 和 false 的 Map 中，我们可以归类得到符合和不符合的元素集。实现如下：

Map<Boolean, List<String>> f = servers.stream().collect(Collectors.partitioningBy(s -> !s.startsWith("F")));
        
  List<String> trues = f.get(Boolean.TRUE);
  System.out.println("不以 F 开头的：  " + trues);

  List<String> falses = f.get(Boolean.FALSE);
  System.out.println("以 F 开头的：  " + falses);

一般该方式不推荐在此场景使用，并不符合该 Api 的设计意图。