Java List 與 Map 遍歷方式完整指南：Iterator、for-each 與傳統 for 迴圈比較

前言

在 Java 開發中，集合遍歷是最基礎也最常用的操作之一。無論是處理業務邏輯、資料轉換還是效能調優，選擇正確的遍歷方式都能事半功倍。本文將系統整理 List 與 Map 的主流遍歷寫法，並從語法、適用場景、效能等維度進行對比，幫助你在實際專案中做出最佳選擇。

一、List 三大遍歷方式詳解

以 ArrayList<String> 為例，裝載 5 筆測試資料：

1. Iterator 迭代器模式

@Test
public void iteratorTraverse() {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("1"); list.add("2"); list.add("3"); list.add("4"); list.add("5");

    for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext(); ) {
        String val = it.next();
        System.out.println("Iterator: " + val);
    }
}

• 優點：不需要知道集合大小與具體實現類型，通用性最強；支援遍歷過程中安全移除元素（it.remove()）。
• 缺點：程式碼較冗長，Java 5 之後逐漸被 for-each 取代。

2. for-each（增強型 for 迴圈）

@Test
public void forEachTraverse() {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("1"); list.add("2"); list.add("3"); list.add("4"); list.add("5");

    for (String val : list) {
        System.out.println("for-each: " + val);
    }
}

• 優點：語法簡潔、可讀性高，編譯器自動轉換為 Iterator，效能等同。
• 缺點：無法獲取索引，無法在遍歷中修改集合結構（會拋 ConcurrentModificationException）。

3. 傳統 for 迴圈（索引存取）

@Test
public void classicForTraverse() {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("1"); list.add("2"); list.add("3"); list.add("4"); list.add("5");

    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        System.out.println("classic for: " + list.get(i));
    }
}

• 優點：可精確控制索引，支援逆序、跳躍等複雜邏輯；對 ArrayList 等隨機存取結構效能最優。
• 缺點：對 LinkedList 效能極差（get(i) 為 O(n)），需自行管理邊界條件。

二、Map 四大遍歷方式詳解

以 HashMap<String, String> 為例：

1. keySet + for-each（最常見但非最優）

for (String key : map.keySet()) {
    String val = map.get(key);
    System.out.println("keySet: key=" + key + ", value=" + val);
}

• 需額外呼叫 get(key)，涉及兩次雜湊查找，效能較差。

2. entrySet + Iterator（手動控制）

for (Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator(); it.hasNext(); ) {
    Map.Entry<String, String> entry = it.next();
    System.out.println("entrySet-Iterator: " + entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
}

• 適用於需在遍歷中 remove() 的場景。

3. entrySet + for-each（推薦通用寫法）

for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
    System.out.println("entrySet-forEach: " + entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
}

• 單次查找即可同時取得 key/value，效能最佳，語法清晰，推薦作為預設選擇。

4. values() 僅遍歷值

for (String val : map.values()) {
    System.out.println("values-only: " + val);
}

• 完全不需要 key 時使用，避免建立 Entry 物件，略微節省記憶體。

三、效能與選型建議總結表

四、Java 8+ 現代寫法補充

若專案已升級至 Java 8，可善用 Stream API 與 forEach：

// List
list.forEach(System.out::println);

// Map
map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + "=" + v));
// 或平行流處理大量資料
map.entrySet().parallelStream().forEach(entry -> { /* 處理邏輯 */ });

Stream 提供鏈式操作（filter、map、collect 等），適合複雜資料管線；但簡單遍歷仍以 for-each 為主，避免過度設計。

五、結語

遍歷看似微不足道，卻貫穿整個系統的讀寫路徑。掌握各集合的最佳遍歷姿勢，不僅能寫出更乾淨的程式碼，更能在高併發、大資料量場景下避免效能陷阱。建議將「List 用 for-each，Map 用 entrySet」作為肌肉記憶，特殊場景再視需求調整。