Lambda 表达式遍历集合的原理

在 Java 中，使用 Lambda 表达式遍历 List 和 Set 集合可以通过 forEach 方法实现，该方法接受一个 Consumer 函数式接口作为参数。以下是详细的说明和示例：

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一、Lambda 表达式遍历集合的原理

1. Iterable.forEach() 方法
   List 和 Set 均实现了 Iterable 接口，该接口定义了 forEach(Consumer<? super T> action) 方法。
2. Consumer 函数式接口
   该接口的 accept(T t) 方法定义了如何处理每个元素，可以用 Lambda 表达式简化实现。

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二、遍历 List 集合

示例代码

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class ListTraversal {public static void main(String[] args) {List<String> list = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry");// 1. 使用 Lambda 表达式遍历list.forEach(item -> System.out.println(item));// 2. 使用方法引用简化list.forEach(System.out::println);}
}

public class LambdaTest38 {public static void main(String[] args) {//list集合List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,56,5,6,0);//forEach方法的参数是一个函数式接口：Consumer（消费型接口）//使用匿名内部类list.forEach(new Consumer<Integer>(){@Overridepublic void accept(Integer elt) {System.out.println(elt);}});//使用lambda表达式list.forEach(elt-> System.out.println(elt));//使用实例方法引用精简，System.out相当于一个对象list.forEach(System.out::println);}
}

代码解析

• list.forEach(item -> System.out.println(item))
  Lambda 表达式直接对每个元素 item 执行打印操作。
• list.forEach(System.out::println)
  通过方法引用进一步简化代码，效果与 Lambda 表达式相同。

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三、遍历 Set 集合

示例代码

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;public class SetTraversal {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();set.add("Dog");set.add("Cat");set.add("Rabbit");// 1. 使用 Lambda 表达式遍历set.forEach(item -> System.out.println(item));// 2. 使用方法引用简化set.forEach(System.out::println);}
}

代码解析

• Set 的遍历方式与 List 完全一致，因为二者均继承自 Iterable。

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四、与传统遍历方式对比

传统 for 循环

// 遍历 List
for (String item : list) {System.out.println(item);
}// 遍历 Set
for (String item : set) {System.out.println(item);
}

迭代器 (Iterator)

// 遍历 List
Iterator<String> listIterator = list.iterator();
while (listIterator.hasNext()) {System.out.println(listIterator.next());
}// 遍历 Set
Iterator<String> setIterator = set.iterator();
while (setIterator.hasNext()) {System.out.println(setIterator.next());
}

Lambda 表达式的优势

• 代码简洁：减少模板代码（如循环变量、迭代器声明）。
• 可读性强：直接表达“对每个元素执行某操作”的意图。
• 函数式风格：易于结合 Stream API 进行链式操作（如过滤、映射）。

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五、结合 Stream API 的复杂遍历

Lambda 表达式可与 Stream API 结合，实现更复杂的遍历逻辑。

示例：过滤并遍历

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class FilteredTraversal {public static void main(String[] args) {List<String> list = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry", "Date");// 过滤长度大于 5 的元素并遍历list.stream().filter(item -> item.length() > 5).forEach(System.out::println);// 输出: Banana, Cherry}
}

示例：映射并遍历

import java.util.Set;
import java.util.HashSet;public class MappedTraversal {public static void main(String[] args) {Set<Integer> numbers = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3));// 将每个数字平方后遍历numbers.stream().map(n -> n * n).forEach(System.out::println);// 输出: 1, 4, 9}
}

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六、注意事项

1. 修改集合元素
   在 Lambda 中直接修改集合（如删除元素）会导致 ConcurrentModificationException。
   解决方案：使用迭代器的 remove() 方法或 Stream API 的 filter。

2. 访问外部变量
   Lambda 表达式内访问的局部变量需为 final 或等效 final。

3. 性能考量
   forEach 在简单遍历时性能与传统循环相当，但在复杂链式操作（如 Stream）中可能有额外开销。

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七、总结

• 语法形式

  list.forEach(item -> { /* 操作 */ });
  set.forEach(item -> { /* 操作 */ });
  

• 适用场景

  • 简单遍历集合元素。
  • 结合 Stream API 进行过滤、映射等操作。
  • 需要函数式编程风格的代码。

• 与传统方式对比

  特性	Lambda + forEach	传统 for/Iterator
  代码简洁性	高	低
  可读性	高（声明式）	中（命令式）
  功能性	支持链式操作（如Stream API）	需手动实现复杂逻辑