Java集合面试题&知识点总结（中篇）

绝地灬酷狼 2024-02-20 09:52 43阅读 0赞

> 大家好，我是栗筝i，从 2022 年 10 月份开始，我持续梳理出了全面的 Java 技术栈内容，一方面是对自己学习内容进行整合梳理，另一方面是希望对大家有所帮助，使我们一同进步。得到了很多读者的正面反馈。
> 
> 而在 2023 年 10 月份开始，我将推出 Java 面试题/知识点系列内容，期望对大家有所助益，让我们一起提升。
> 
> 本篇是对 Java 集合系列的面试题 / 知识点的总结的中篇

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#### 文章目录 ####

*   *   *   *  1、Java基础面试题问题
             *  2、Java基础面试题解答
             *   *  2.1、JavaSet集合相关-特性&方法
                 *  2.2、JavaSet集合相关-具体实现
                 *  2.3、Java排序接口相关
                 *  2.4、Java集合并发相关
                 *  2.5、Java迭代器相关
                 *  2.2、Java迭代器相关
                 *  2.6、Java-8中的流处理

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##### 1、Java基础面试题问题 #####

*  问题 21. 介绍一下 Set 集合，以及它有怎样的特性？
 *  问题 22. 介绍一下 Set 集合，有哪些常见的方法？
 *  问题 23. 介绍一下 HashSet 的底层结构和相关原理
 *  问题 24. 介绍一下 LinkedHashSet 的底层结构和相关原理
 *  问题 25. 介绍一下 TreeSet 的底层结构和相关原理
 *  问题 26. 请解释一下 Java 中的 EnumSet？
 *  问题 27. 请解释一下 Java 中的 SortedSet？
 *  问题 28. 请解释一下 Java 中的 NavigableSet
 *  问题 29. 请解释一下 Java 中的 Comparable 接口？
 *  问题 30. 请解释一下 Java 中的 Comparator 接口？
 *  问题 31. 请解释一下 Java 中的 CopyOnWrite
 *  问题 32. 请解释一下 Java 中的 CopyOnWriteArrayList
 *  问题 33. 简述什么是 Fail Fast?
 *  问题 34. 简述什么是 Fail Safe？
 *  问题 35. 请解释一下 Java 中的 ConcurrentModificationException？
 *  问题 36. Java 中迭代器 Iterator 是什么？
 *  问题 37. Java 中 Iterator 和 ListIterator 有什么区别？
 *  问题 38. 为什么使用 Iterator 删除元素更加安全？
 *  问题 39. 如何在 Java 中使用 Java 8 的 Stream API 处理集合？
 *  问题 40. 如何在 Java 中使用 Java 8 的 forEach 方法遍历集合？

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##### 2、Java基础面试题解答 #####

###### 2.1、JavaSet集合相关-特性&方法 ######

*  问题 21. 介绍一下 Set 集合，以及它有怎样的特性？

解答：`Set` 是 Java 集合框架中的一个接口，它继承自 `Collection` 接口。`Set` 集合中的元素是无序的，并且不包含重复的元素。

`Set` 集合的主要特性包括：

1.  无序：`Set` 集合中的元素没有特定的顺序。也就是说，我们不能通过索引来访问 `Set` 集合中的元素。
2.  不可重复：`Set` 集合不允许插入重复的元素。如果试图插入已经存在的元素，`Set` 集合不会报错，但是插入操作不会有任何效果。
3.  元素可为 null：`Set` 集合中可以添加 null 元素。

Java 中的 `HashSet`、`LinkedHashSet` 和 `TreeSet` 都是 `Set` 接口的实现类，它们具有上述的 `Set` 特性，但是在内部实现和性能上有所不同。例如，`HashSet` 是基于哈希表实现的，插入和查询的性能较高；`LinkedHashSet` 是在 `HashSet` 的基础上，增加了链表来保证元素的插入顺序；`TreeSet` 是基于红黑树实现的，元素会按照自然顺序或者自定义的顺序进行排序。

*  问题 22. 介绍一下 Set 集合，有哪些常见的方法？

解答：`Set` 接口在 `Collection` 接口的基础上，没有新增任何方法，主要的方法都继承自 `Collection` 接口。以下是 `Set` 接口中一些常见的方法：

1.  `boolean add(E e)`：向集合中添加元素，如果集合已经包含该元素，则返回 `false`。
2.  `void clear()`：清空集合，移除所有元素。
3.  `boolean contains(Object o)`：判断集合是否包含指定的元素。
4.  `boolean isEmpty()`：判断集合是否为空。
5.  `Iterator<E> iterator()`：返回一个用于遍历集合的迭代器。
6.  `boolean remove(Object o)`：从集合中移除指定的元素。
7.  `int size()`：返回集合中元素的数量。
8.  `Object[] toArray()`：将集合转换为数组。

以上就是 `Set` 接口中一些常见的方法，它们提供了丰富的功能，使得我们可以方便地对集合进行操作。

###### 2.2、JavaSet集合相关-具体实现 ######

*  问题 23. 介绍一下 HashSet 的底层结构和相关原理

解答：`HashSet` 是基于 `HashMap` 实现的，底层采用 `HashMap` 来保存所有元素。因此，`HashSet` 的数据结构就是 `HashMap` 的数据结构。

`HashMap` 是一个散列表，它存储的内容是键值对 (key-value)。`HashMap` 通过键的哈希值进行快速查找，具有较高的查找和插入速度。

`HashSet` 中的元素实际上作为 `HashMap` 的键存在，而 `HashMap` 的值则存储了一个固定的对象 `PRESENT`。因此，`HashSet` 中的元素不能重复，这是因为 `HashMap` 的键不能重复。

`HashSet` 的操作都是基于 `HashMap` 的操作来实现的，例如添加元素、删除元素、查找元素等。

*  问题 24. 介绍一下 LinkedHashSet 的底层结构和相关原理

解答：`LinkedHashSet` 是 `HashSet` 的一个子类，它的底层是基于 `LinkedHashMap` 来实现的。

`LinkedHashMap` 是 `HashMap` 的一个子类，它在 `HashMap` 的基础上，增加了一个双向链表。这个双向链表连接了所有的键值对，定义了键值对的迭代顺序。迭代的顺序可以是插入顺序，也可以是访问顺序。

`LinkedHashSet` 中的元素实际上作为 `LinkedHashMap` 的键存在，而 `LinkedHashMap` 的值则存储了一个固定的对象 `PRESENT`。因此，`LinkedHashSet` 中的元素不能重复，这是因为 `LinkedHashMap` 的键不能重复。

`LinkedHashSet` 的操作都是基于 `LinkedHashMap` 的操作来实现的，例如添加元素、删除元素、查找元素等。由于 `LinkedHashSet` 维护了一个运行于所有条目的双向链表，因此，可以在用迭代器遍历 `LinkedHashSet` 时，得到一个确定的顺序（插入的顺序）。

*  问题 25. 介绍一下 TreeSet 的底层结构和相关原理

解答：`TreeSet` 是基于 `TreeMap` 实现的，底层采用 `TreeMap` 来保存所有元素。因此，`TreeSet` 的数据结构就是 `TreeMap` 的数据结构。

`TreeMap` 是一个红黑树（自平衡的排序二叉树）。它存储的内容是键值对 (key-value)。`TreeMap` 通过键的自然顺序或者自定义的比较器进行排序，具有较高的查找和插入速度。

`TreeSet` 中的元素实际上作为 `TreeMap` 的键存在，而 `TreeMap` 的值则存储了一个固定的对象 `PRESENT`。因此，`TreeSet` 中的元素不能重复，这是因为 `TreeMap` 的键不能重复。

`TreeSet` 的操作都是基于 `TreeMap` 的操作来实现的，例如添加元素、删除元素、查找元素等。由于 `TreeSet` 是基于 `TreeMap` 实现的，所以 `TreeSet` 的元素是有序的，元素的排序方式取决于构造 `TreeSet` 时提供的 `Comparator`，或者依赖元素的自然顺序（`Comparable`）。

`TreeSet` 是 `SortedSet` 接口的一个实现类，它提供了一个基于树结构的 `Set`，元素可以按照自然顺序或者自定义的比较器进行排序。

*  问题 26. 请解释一下 Java 中的 EnumSet？

解答：`EnumSet` 是 Java 中的一个专门为枚举类型设计的集合类。它继承自 `AbstractSet`，并实现了 `Set` 接口。

以下是 `EnumSet` 的一些特性：

1.  `EnumSet` 中的所有元素都必须来自同一个枚举类型，它在创建时显式或隐式地指定。
2.  `EnumSet` 是有序的，其元素的顺序就是它们在源代码中的顺序。
3.  `EnumSet` 集合类的实现是非常高效和快速的，其大部分操作都是通过位运算实现的。
4.  `EnumSet` 不允许使用 `null` 元素，如果尝试添加 `null` 元素，它会抛出 `NullPointerException`。
5.  `EnumSet` 是线程不安全的，如果多个线程同时修改 `EnumSet`，需要进行同步处理。

以下是创建 `EnumSet` 的一些方法：

1.  `EnumSet.allOf(Class<E> elementType)`：创建一个包含指定枚举类型的所有元素的 `EnumSet`。
2.  `EnumSet.noneOf(Class<E> elementType)`：创建一个指定枚举类型的空 `EnumSet`。
3.  `EnumSet.of(E first, E... rest)`：创建一个最初包含指定元素的 `EnumSet`。
4.  `EnumSet.range(E from, E to)`：创建一个包含从 `from` 元素到 `to` 元素范围内的所有元素的 `EnumSet`。
5.  `EnumSet.copyOf(Collection<E> c)` 或 `EnumSet.copyOf(EnumSet<E> s)`：创建一个与指定 `EnumSet` 具有相同元素类型的 `EnumSet`，最初包含相同的元素（如果有的话）。

*  问题 27. 请解释一下 Java 中的 SortedSet？

解答：`SortedSet` 是 Java 集合框架中的一个接口，它继承自 `Set` 接口。`SortedSet` 接口为集合中的元素提供了一个总的排序。

以下是 `SortedSet` 的一些特性：

1.  `SortedSet` 中的元素按照自然顺序或者自定义的比较器（Comparator）进行排序。
2.  `SortedSet` 不允许插入 `null` 元素。如果尝试插入 `null` 元素，它会抛出 `NullPointerException`。
3.  `SortedSet` 是线程不安全的，如果多个线程同时修改 `SortedSet`，需要进行同步处理。

以下是 `SortedSet` 的一些主要方法：

1.  `Comparator<? super E> comparator()`：返回用于对此 set 中的元素进行排序的比较器；如果此 set 使用其元素的自然顺序，则返回 `null`。
2.  `E first()`：返回此 set 中当前第一个（最低）元素。
3.  `SortedSet<E> headSet(E toElement)`：返回此 set 的部分视图，其元素严格小于 `toElement`。
4.  `E last()`：返回此 set 中当前最后一个（最高）元素。
5.  `SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement)`：返回此 set 的部分视图，其元素的范围从 `fromElement`（包括）到 `toElement`（不包括）。
6.  `SortedSet<E> tailSet(E fromElement)`：返回此 set 的部分视图，其元素大于等于 `fromElement`。

*  问题 28. 请解释一下 Java 中的 NavigableSet

解答：`NavigableSet` 是 Java 集合框架中的一个接口，它继承自 `SortedSet` 接口。`NavigableSet` 描述了一种可以通过搜索方法导航的数据结构。

以下是 `NavigableSet` 的一些特性：

1.  `NavigableSet` 中的元素按照自然顺序或者自定义的比较器（Comparator）进行排序。
2.  `NavigableSet` 提供了多种导航方法，例如获取小于/大于某个元素的最大/最小元素等。
3.  `NavigableSet` 不允许插入 `null` 元素。如果尝试插入 `null` 元素，它会抛出 `NullPointerException`。
4.  `NavigableSet` 是线程不安全的，如果多个线程同时修改 `NavigableSet`，需要进行同步处理。

以下是 `NavigableSet` 的一些主要方法：

1.  `E lower(E e)`：返回此 set 中严格小于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 `null`。
2.  `E floor(E e)`：返回此 set 中小于等于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 `null`。
3.  `E ceiling(E e)`：返回此 set 中大于等于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 `null`。
4.  `E higher(E e)`：返回此 set 中严格大于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 `null`。
5.  `E pollFirst()`：获取并移除此 set 中的第一个（最低）元素；如果此 set 为空，则返回 `null`。
6.  `E pollLast()`：获取并移除此 set 中的最后一个（最高）元素；如果此 set 为空，则返回 `null`。

`TreeSet` 是 `NavigableSet` 接口的一个实现类，它提供了一个基于树结构的 `Set`，元素可以按照自然顺序或者自定义的比较器进行排序。

###### 2.3、Java排序接口相关 ######

*  问题 29. 请解释一下 Java 中的 Comparable 接口？

解答：`Comparable` 是 Java 中的一个接口，用于定义对象之间的自然排序规则。如果一个类实现了 `Comparable` 接口，那么它的对象就可以进行比较和排序。

`Comparable` 接口定义了一个 `compareTo` 方法，需要实现类进行重写。`compareTo` 方法接收一个同类型的对象作为参数，返回一个整数，有三种可能：

1.  返回 0，表示 this 等于参数对象；
2.  返回正数，表示 this 大于参数对象；
3.  返回负数，表示 this 小于参数对象。

例如，下面的代码定义了一个 `Person` 类，实现了 `Comparable` 接口，按照年龄进行排序：

public class Person implements Comparable<Person> {
        
        private String name;
        private int age;
    
        // ... 省略构造方法和 getter、setter 方法 ...
    
        @Override
        public int compareTo(Person other) {
        
            return this.age - other.age;
        }
    }

这样，我们就可以对 `Person` 对象进行排序：

List<Person> people = Arrays.asList(
        new Person("Alice", 20),
        new Person("Bob", 18),
        new Person("Charlie", 22)
    );
    Collections.sort(people);

以上就是 `Comparable` 接口的基本概念和用法。通过实现 `Comparable` 接口，我们可以定义对象的自然排序规则，使得对象可以进行比较和排序。

*  问题 30. 请解释一下 Java 中的 Comparator 接口？

解答：`Comparator` 是 Java 中的一个接口，用于定义对象之间的定制排序规则。如果一个类没有实现 `Comparable` 接口，或者实现了但是开发者希望有其他的排序方式，那么可以使用 `Comparator`。

`Comparator` 接口定义了一个 `compare` 方法，需要开发者进行重写。`compare` 方法接收两个同类型的对象作为参数，返回一个整数，有三种可能：

*  返回 0，表示第一个参数等于第二个参数；
 *  返回正数，表示第一个参数大于第二个参数；
 *  返回负数，表示第一个参数小于第二个参数。

例如，下面的代码定义了一个 `Person` 类，以及一个按照年龄排序的 `Comparator`：

public class Person {
        
        private String name;
        private int age;
    
        // ... 省略构造方法和 getter、setter 方法 ...
    }
    
    public class AgeComparator implements Comparator<Person> {
        
        @Override
        public int compare(Person p1, Person p2) {
        
            return p1.getAge() - p2.getAge();
        }
    }

这样，我们就可以使用 `AgeComparator` 对 `Person` 对象进行排序：

List<Person> people = Arrays.asList(
        new Person("Alice", 20),
        new Person("Bob", 18),
        new Person("Charlie", 22)
    );
    Collections.sort(people, new AgeComparator());

以上就是 `Comparator` 接口的基本概念和用法。通过实现 `Comparator` 接口，我们可以定义对象的定制排序规则，使得对象可以按照我们想要的方式进行排序。

###### 2.4、Java集合并发相关 ######

*  问题 31. 请解释一下 Java 中的 CopyOnWrite

解答：`CopyOnWrite` 是 Java 中的一种并发策略，主要应用于多线程环境下的读多写少的场景。Java 提供了 `CopyOnWriteArrayList` 和 `CopyOnWriteArraySet` 两个线程安全的集合类，它们的实现都采用了 “写时复制”（Copy-On-Write）的策略。

“写时复制” 的基本思想是：当我们需要修改集合（如添加、删除元素）时，不直接在当前集合上进行修改，而是先将当前集合进行复制，然后在新的副本上进行修改，最后再将引用指向新的副本。这样，读操作都是在原集合上进行，不需要加锁；写操作是在副本上进行，也不会影响读操作，实现了读写分离。

“写时复制” 的优点是可以实现高并发的读操作，适合读多写少的并发场景。但是，它也有一些缺点：

1.  内存占用：每次写操作都会复制一份新的集合，如果数据量大，会占用较多的内存。
2.  数据一致性：读操作可能无法读取到最新的数据，因为写操作是在副本上进行的。
3.  写操作性能：由于需要复制新的集合，所以写操作的性能会比较低。

以上就是 “写时复制” 的基本原理和特点。在使用 `CopyOnWriteArrayList` 和 `CopyOnWriteArraySet` 时，需要根据实际的并发场景来权衡其优缺点。

*  问题 32. 请解释一下 Java 中的 CopyOnWriteArrayList

解答：`CopyOnWriteArrayList` 是 Java 中的一个线程安全的 `List` 实现，它是通过"写时复制"（Copy-On-Write）策略来保证并发安全的。

1.  写时复制策略：当对 `CopyOnWriteArrayList` 进行修改操作（如 `add`、`set`、`remove` 等）时，它并不直接在当前数组上进行修改，而是先将当前数组进行复制，然后在新的数组上进行修改，最后再将引用指向新的数组。这样可以保证在修改过程中不会影响到读操作，实现了读写分离。
2.  读操作无锁：由于所有的写操作都是在新的数组上进行的，所以读操作是无锁的，可以直接读取，这对于读多写少的场景性能提升很大。
3.  写操作加锁：写操作（修改、添加、删除等）需要加锁，防止多线程同时写入时导致数据不一致。
4.  内存占用：由于每次写操作都需要复制一个新的数组，所以 `CopyOnWriteArrayList` 在内存占用上会比普通的 `ArrayList` 大。

总的来说，`CopyOnWriteArrayList` 是一种适用于读多写少且需要线程安全的场景的 `List` 实现。但是由于写时复制策略，它在内存占用和写操作性能上有一定的开销。

*  问题 33. 简述什么是 Fail Fast?

解答：“Fail Fast” 是 Java 集合框架中的一个错误检测机制。当多个线程对一个集合进行并发操作时，如果一个线程通过迭代器（Iterator）在遍历集合的过程中，其他线程修改了集合的结构（如添加、删除元素），那么正在遍历的线程会立即抛出 `ConcurrentModificationException` 异常。

“Fail Fast” 的主要目的是为了快速发现并发修改的问题，而不是等到程序运行一段时间后才发现问题。这种机制可以帮助我们尽早发现并发编程中的错误，避免出现难以预料的结果。

需要注意的是，“Fail Fast” 机制并不能保证在所有情况下都能检测到并发修改的问题，它只能尽最大可能地发现问题。另外，“Fail Fast” 机制并不是用来解决并发问题的，如果需要在多线程环境下安全地操作集合，应该使用线程安全的集合类，或者通过同步机制来保护非线程安全的集合。

*  问题 34. 简述什么是 Fail Safe？

“Fail Safe” 是 Java 集合框架中的一种错误处理机制。在 “Fail Safe” 机制下，当一个线程正在遍历集合的过程中，其他线程对集合进行修改，不会抛出 `ConcurrentModificationException` 异常。

“Fail Safe” 机制的实现通常是通过创建集合的副本来实现的。当进行遍历操作时，遍历的是原集合的副本，而不是原集合。因此，对原集合的修改不会影响到遍历操作，也就不会抛出 `ConcurrentModificationException` 异常。

Java 中的 `CopyOnWriteArrayList` 和 `CopyOnWriteArraySet` 就是使用了 “Fail Safe” 机制。这两个类在进行修改操作时，会创建原集合的副本，然后在副本上进行修改，最后再将引用指向新的副本。

需要注意的是，“Fail Safe” 机制虽然可以避免抛出 `ConcurrentModificationException` 异常，但是由于需要创建集合的副本，所以在内存占用和性能上会有一些开销。另外，由于遍历操作是在原集合的副本上进行的，所以可能无法看到其他线程对原集合的修改结果。

*  问题 35. 请解释一下 Java 中的 ConcurrentModificationException？

解答：`ConcurrentModificationException` 是 Java 中的一个运行时异常，通常在多线程环境下，一个线程正在遍历集合的过程中，另一个线程修改了集合的结构（如添加、删除元素），那么正在遍历的线程可能会抛出这个异常。

这个异常通常是由 “Fail Fast” 机制引发的。“Fail Fast” 是 Java 集合框架中的一个错误检测机制，它的目的是为了尽早发现并发修改的问题，避免出现难以预料的结果。

如果遇到 `ConcurrentModificationException` 异常，应该检查代码，确保在遍历集合的过程中，没有其他线程对集合进行修改。如果需要在遍历过程中修改集合，可以使用 `Iterator` 的 `remove()` 方法，或者使用 `ListIterator` 的 `add()` 和 `set()` 方法，这些方法可以安全地在遍历过程中修改集合。

###### 2.5、Java迭代器相关 ######

###### 2.2、Java迭代器相关 ######

*  问题 36. Java 中迭代器 Iterator 是什么？

`Iterator` 是 Java 中的一个接口，它提供了一种统一的方式来遍历集合中的元素。`Iterator` 接口定义了三个方法：

1.  `hasNext()`：检查是否还有下一个元素，如果有则返回 `true`，否则返回 `false`。
2.  `next()`：返回当前元素，并将迭代器向前移动到下一个元素。
3.  `remove()`：删除迭代器最后一次返回的元素。这个方法是可选的，不是所有的迭代器都支持。

在 Java 的集合框架中，所有的 `Collection` 子类都提供了一个 `iterator()` 方法，用于返回一个 `Iterator` 对象，通过这个对象可以遍历集合中的元素。

例如，下面的代码展示了如何使用 `Iterator` 遍历一个 `ArrayList`：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("A");
    list.add("B");
    list.add("C");
    
    Iterator<String> iterator = list.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        
        String element = iterator.next();
        System.out.println(element);
    }

这就是 `Iterator` 的基本概念和用法。通过 `Iterator`，我们可以方便地遍历集合中的元素，而不需要关心集合的具体实现。

*  问题 37. Java 中 Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

`Iterator` 和 `ListIterator` 都是 Java 中的迭代器接口，它们都提供了遍历集合元素的方法，但是 `ListIterator` 提供了更多的功能。

1.  双向遍历：`Iterator` 只能进行单向遍历，从前往后。而 `ListIterator` 支持双向遍历，既可以从前往后，也可以从后往前。`ListIterator` 提供了 `hasPrevious` 和 `previous` 方法来实现从后往前的遍历。
2.  添加元素：`ListIterator` 提供了 `add` 方法，可以在遍历过程中添加元素，而 `Iterator` 不支持这个操作。
3.  修改元素：`ListIterator` 提供了 `set` 方法，可以修改最后一次返回的元素，而 `Iterator` 不支持这个操作。
4.  获取元素索引：`ListIterator` 提供了 `nextIndex` 和 `previousIndex` 方法，可以获取下一个或上一个元素的索引，而 `Iterator` 不支持这个操作。
5.  使用范围：`Iterator` 可以应用于所有的 `Collection` 子类，而 `ListIterator` 只能应用于 `List` 子类。

以上就是 `Iterator` 和 `ListIterator` 的主要区别。在需要进行更复杂的遍历操作时，可以选择使用 `ListIterator`。

*  问题 38. 为什么使用 Iterator 删除元素更加安全？

使用 `Iterator` 删除集合中的元素更加安全，主要有以下两个原因：

1.  避免并发修改异常：在使用 `for-each` 循环或者普通的 `for` 循环遍历集合的过程中，如果直接调用集合的 `remove` 方法删除元素，可能会抛出 `ConcurrentModificationException` 异常。这是因为在遍历过程中，集合的结构发生了改变，但是这个改变并没有同步到正在进行的迭代过程中，所以会抛出异常。
2.  避免索引问题：在使用普通的 `for` 循环遍历 `List` 的过程中，如果直接调用 `List` 的 `remove` 方法删除元素，可能会出现索引问题。因为删除元素后，后面的元素的索引会发生改变，可能会导致跳过某些元素或者重复处理某些元素。而使用 `Iterator` 的 `remove` 方法删除元素，迭代器会正确地移动到下一个元素，不会出现这个问题。

因此，推荐在遍历集合的过程中，使用 `Iterator` 的 `remove` 方法删除元素。

###### 2.6、Java-8中的流处理 ######

*  问题 39. 如何在 Java 中使用 Java 8 的 Stream API 处理集合？

Java 8 引入了一个新的 `Stream` API，它提供了一种新的方式来处理集合。`Stream` API 可以让我们以声明式的方式处理数据，使代码更简洁，易读。

以下是一些使用 `Stream` API 处理集合的例子：

1.  过滤：使用 `filter()` 方法可以过滤出满足条件的元素。
    
        List<String> names = Arrays.asList("John", "Jane", "Adam", "Tom");
        List<String> result = names.stream()
                                   .filter(name -> name.startsWith("J"))
                                   .collect(Collectors.toList());
    
    上述代码会过滤出所有以 “J” 开头的名字。
2.  映射：使用 `map()` 方法可以将元素转换成其他形式。
    
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        List<Integer> squares = numbers.stream()
                                       .map(n -> n * n)
                                       .collect(Collectors.toList());
    
    上述代码会将每个数字映射成它的平方。
3.  排序：使用 `sorted()` 方法可以对元素进行排序。
    
        List<String> names = Arrays.asList("John", "Jane", "Adam", "Tom");
        List<String> sortedNames = names.stream()
                                        .sorted()
                                        .collect(Collectors.toList());
    
    上述代码会将名字按照字母顺序进行排序。
4.  统计：使用 `count()`、`max()`、`min()`、`average()` 等方法可以进行统计。
    
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        long count = numbers.stream().count();
        Optional<Integer> max = numbers.stream().max(Integer::compare);
    
    上述代码会统计数字的数量和最大值。

以上就是一些使用 `Stream` API 处理集合的例子，`Stream` API 还提供了很多其他的方法，如 `reduce()`、`collect()`、`flatMap()` 等，可以满足各种复杂的数据处理需求。

*  问题 40. 如何在 Java 中使用 Java 8 的 forEach 方法遍历集合？

解答：Java 8 在 `Iterable` 接口中添加了一个新的 `forEach` 方法，可以更简洁地遍历集合。`forEach` 方法接受一个 `Consumer` 函数式接口的实例作为参数，用于处理集合中的每个元素。

以下是使用 `forEach` 方法遍历集合的例子：

List<String> names = Arrays.asList("John", "Jane", "Adam", "Tom");
    
    // 使用 lambda 表达式
    names.forEach(name -> System.out.println(name));
    
    // 使用方法引用
    names.forEach(System.out::println);

在上述代码中，我们使用了 lambda 表达式和方法引用两种方式来处理集合中的每个元素。这两种方式都可以使代码更简洁，易读。

需要注意的是，`forEach` 方法的遍历顺序并不是固定的，它取决于具体的集合实现。如果需要固定的遍历顺序，应该使用 `List` 或者 `LinkedHashSet` 等有序的集合。

[Java]: https://lizhengi.blog.csdn.net/article/details/134019618
[Java 1]: https://lizhengi.blog.csdn.net/article/details/133980096
[Java 2]: https://lizhengi.blog.csdn.net/article/details/134020302