Java ArrayList 遍歷與增刪操作實戰：正確姿勢與併發陷阱

核心類：ArrayList

• 動態陣列實現 List 介面
• 非執行緒安全，多執行緒環境需同步或用 CopyOnWriteArrayList
• 隨機存取 O(1)，尾部增刪 O(1)，中間增刪 O(n)

基本操作範例

package com.example.list;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Student {
    private String name;
    private int id;
    private String color;
    
    public Student(String name, int id, String color) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.color = color;
    }
    // getter 省略
    public String getName() { return name; }
    public int getId() { return id; }
    public String getColor() { return color; }
}

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList<>();
        
        // 新增
        list.add(new Student("小紅", 13, "紅色"));
        list.add(new Student("小明", 12, "黃色"));
        list.add(new Student("小強", 123, "藍色"));
        
        // 指定位置插入
        list.add(1, new Student("小北", 2, "brave"));  // 索引 1 處插入
        
        // 刪除：按索引
        list.remove(0);  // 刪除第一個
        
        // 刪除：按物件（需正確實現 equals）
        Student toRemove = new Student("小李", 23, "白色");
        list.add(toRemove);
        list.remove(toRemove);  // 依賴 equals 比較
        
        // 遍歷方式對比
        System.out.println("=== for 迴圈 ===");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Student s = list.get(i);
            System.out.printf("%d: %s, %d, %s%n", i+1, s.getName(), s.getId(), s.getColor());
        }
        
        System.out.println("=== 增強 for ===");
        for (Student s : list) {
            System.out.println(s.getName());
        }
        
        System.out.println("=== Iterator（安全刪除） ===");
        Iterator it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            if (s.getId() > 100) {
                it.remove();  // 唯一安全的遍歷中刪除方式
            }
        }
        
        System.out.println("=== Java 8 forEach ===");
        list.forEach(s -> System.out.println(s.getName()));
        
        System.out.println("=== Stream 過濾 ===");
        list.stream()
            .filter(s -> s.getId() < 50)
            .forEach(s -> System.out.println(s.getName() + " (ID<50)"));
    }
}

關鍵陷阱：遍歷中刪除

❌ 錯誤做法

// ConcurrentModificationException 必現
for (Student s : list) {
    if (s.getId() > 100) {
        list.remove(s);  // 直接修改結構，破壞迭代器預期
    }
}

// 索引迴圈刪除也會漏刪
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    if (list.get(i).getId() > 100) {
        list.remove(i);  // 刪除後後續元素前移，i++ 導致跳過下一個
    }
}

✅ 正確做法

效能特徵與選型

最佳實踐總結

1. 預設選 ArrayList：90% 場景下最優
2. 指定初始容量：`new ArrayList<>(expectedSize)` 減少擴容複製
3. 遍歷刪除用 removeIf/Iterator：避免 CME 異常
4. 併發場景：讀多寫少 → CopyOnWriteArrayList；寫多 → Collections.synchronizedList 或並發隊列
5. 不可變視圖：`List.of()` (Java 9+)、`Collections.unmodifiableList()`

總結

ArrayList 是 Java 開發最高頻的集合類。掌握其擴容機制、遍歷刪除正確姿勢、併發限制，能避開 80% 的生產故障。記住：有疑問時選 ArrayList，有併發時想清楚再選。