HashMap有幾種遍歷方法？推薦使用哪種？

2021 年 12 月 8 日
筆記
core-java

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HashMap 的遍歷方法有很多種，不同的 JDK 版本有不同的寫法，其中 JDK 8 就提供了 3 種 HashMap 的遍歷方法，並且一舉打破了之前遍歷方法「很臃腫」的尷尬。

1.JDK 8 之前的遍歷

JDK 8 之前主要使用 EntrySet 和 KeySet 進行遍歷，具體實現程式碼如下。

1.1 EntrySet 遍歷

EntrySet 是早期 HashMap 遍歷的主要方法，其實現程式碼如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    // 循環遍歷
    for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
        System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
    }
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

1.2 KeySet 遍歷

KeySet 的遍歷方式是循環 Key 內容，再通過 map.get(key) 獲取 Value 的值，具體實現如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    // 循環遍歷
    for (String key : map.keySet()) {
        System.out.println(key + ":" + map.get(key));
    }
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

KeySet 性能問題

通過以上程式碼，我們可以看出使用 KeySet 遍歷，其性能是不如 EntrySet 的，因為 KeySet 其實循環了兩遍集合，第一遍循環是循環 Key，而獲取 Value 有需要使用 map.get(key)，相當於有循環了一遍集合，所以 KeySet 循環不能建議使用，因為循環了兩次，效率比較低。

1.3 EntrySet 迭代器遍歷

EntrySet 和 KeySet 除了以上直接循環外，我們還可以使用它們的迭代器進行循環，如 EntrySet 的迭代器實現程式碼如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    // 循環遍歷
    Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();
        System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
    }
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

1.4 KeySet 迭代器遍歷

KeySet 也可以使用迭代器的方式進行遍歷，實現程式碼如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    // 循環遍歷
    Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        String key = iterator.next();
        System.out.println(key + ":" + map.get(key));
    }
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

雖然 KeySet 循環方式不推薦使用，但還是有必要了解一下的。

1.5 迭代器的作用

既然能直接遍歷，那為什麼還要用迭代器呢？通過以下例子我們就知道了。

不使用迭代器刪除

如果不使用迭代器，假如我們在遍歷 EntrySet 時，在遍歷程式碼中刪除元素，程式碼的實現如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    // 循環遍歷
    for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
        if ("Java".equals(entry.getKey())) {
            // 刪除此項
            map.remove(entry.getKey());
            continue;
        }
        System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
    }
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

可以看到，如果在遍歷的程式碼中動態刪除元素，非迭代器的方式就會報錯。

使用迭代器刪除

接下來，我們使用迭代器循環 EntrySet，並且在循環中動態刪除元素，實現程式碼如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    // 循環遍歷
    Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();
        if ("Java".equals(entry.getKey())) {
            // 刪除此項
            iterator.remove();
            continue;
        }
        System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
    }
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

從上述結果可以看出，使用迭代器的優點是可以在循環的時候，動態的刪除集合中的元素。而上面非迭代器的方式則不能在循環的過程中刪除元素（程式會報錯）。

2.JDK 8 之後的遍歷

在 JDK 8 之後 HashMap 的遍歷就變得方便很多了，JDK 8 中包含了以下 3 種遍歷方法：

使用 Lambda 遍歷
使用 Stream 單執行緒遍歷
使用 Stream 多執行緒遍歷

我們分別來看。

2.1 Lambda 遍歷

使用 Lambda 表達式的遍歷方法實現程式碼如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    
    // 循環遍歷
    map.forEach((key, value) -> {
        System.out.println(key + ":" + value);
    });
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

2.2 Stream 單執行緒遍歷

Stream 遍歷是先得到 map 集合的 EntrySet，然後再執行 forEach 循環，實現程式碼如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    
    // 循環遍歷
    map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {
        System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
    });
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

2.3 Stream 多執行緒遍歷

Stream 多執行緒的遍歷方式和上一種遍歷方式類似，只是多執行了一個 parallel 並發執行的方法，此方法會根據當前的硬體配置生成對應的執行緒數，然後再進行遍歷操作，實現程式碼如下：

public static void main(String[] args) {
    // 創建並賦值 hashmap
    HashMap<String, String> map = new HashMap() {{
        put("Java", " Java Value.");
        put("MySQL", " MySQL Value.");
        put("Redis", " Redis Value.");
    }};
    // 循環遍歷
    map.entrySet().stream().parallel().forEach((entry) -> {
        System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
    });
}

以上程式的執行結果，如下圖所示：

注意上述圖片的執行結果，可以看出當前執行結果和之前的所有遍歷結果都不一樣（列印元素的順序不一樣），因為程式是並發執行的，所以沒有辦法保證元素的執行順序和列印順序，這就是並發編程的特點。

推薦使用哪種遍歷方式？

不同的場景推薦使用的遍歷方式是不同的，例如，如果是 JDK 8 之後的開發環境，推薦使用 Stream 的遍歷方式，因為它足夠簡潔；而如果在遍歷的過程中需要動態的刪除元素，那麼推薦使用迭代器的遍歷方式；如果在遍歷的時候，比較在意程式的執行效率，那麼推薦使用 Stream 多執行緒遍歷的方式，因為它足夠快。所以這個問題的答案是不固定的，我們需要知道每種遍歷方法的優缺點，再根據不同的場景靈活變通。

總結

本文介紹了 7 種 HashMap 的遍歷方式，其中 JDK 8 之前主要使用 EntrySet 和 KeySet 的遍歷方式，而 KeySet 的遍歷方式性能比較低，一般不推薦使用。然而在 JDK 8 之後遍歷方式就有了新的選擇，可以使用比較簡潔的 Lambda 遍歷，也可以使用性能比較高的 Stream 多執行緒遍歷。

是非審之於己，毀譽聽之於人，得失安之於數。

部落客介紹：80 後程式設計師，寫部落格這件事「堅持」了 11 年，愛好：讀書、慢跑、羽毛球。

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