for-each & iterator 遍历修改容器出错， Mutation undermines an iterator

问题引入：

在一次实验作业中，出现了这样的bug：

对于有向加权图graph的边集合（已保存 a->b , b->c 两条边），通过for-each循环删除 含有节点b的边：a->b（b作为target）,b->c(b作为source），根据逻辑，循环结束，graph为空。

代码如下：

    public boolean remove(String vertex) {
        for (Edge edge : edges) {
            System.out.println(toString());
            System.out.println();
            if (edge.containSource(vertex)) { // as source
                edges.remove(edge);
            }
            if (edge.containTarget(vertex)) { // as target
                edges.remove(edge);
            }
        }

        System.out.println("循环外"+toString()); // 显示循环后的graph
        System.out.println();
        vertices.remove(vertex);
//        checkRep();
        return true;
    }

运行结果如下：

b -> c : 2
a -> b : 3


循环外a -> b : 3

　　graph中有两个edge，应当进行两次循环，但实际只输出了第一次进入循环的状态。而循环结束后graph为非空，仍含有一条含b节点的边。

 

问题分析：

用一个段简单的代码模拟上述过程：（遍历set，删除元素“b”，print其他元素）

        Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("a");
        set.add("b");
        set.add("c");
        for (String string : set) {
            if (string.equals("b")) {
                set.remove(string);
            }else {
                System.out.println(string);
            }
        }

运行结果：

a
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.base/java.util.HashMap$HashIterator.nextNode(HashMap.java:1494)
    at java.base/java.util.HashMap$KeyIterator.next(HashMap.java:1517)
    at test.main(test.java:27)

exception！当多个线程对Collection进行操作时，若其中某一个线程遍历集合时，该集合的内容被其他线程所改变，则会抛出ConcurrentModificationException异常。

分析：为保证在遍历集合时不出错误，就应该保证便利过程中不对集合产生结构上的修改。

经验证，原问题也系ConcurrentModification，但没有thorw exception ，原因尚不明确，以后讨论。

 

问题解决：

Java迭代器：

迭代器模式：就是提供一种方法对一个容器对象中的各个元素进行访问，而又不暴露该对象容器的内部细节。

概述

　　Java集合框架的集合类，我们有时候称之为容器。容器的种类有很多种，比如ArrayList、LinkedList、HashSet...，每种容器都有自己的特点，ArrayList底层维护的是一个数组；LinkedList是链表结构的；HashSet依赖的是哈希表，每种容器都有自己特有的数据结构。

　　因为容器的内部结构不同，很多时候可能不知道该怎样去遍历一个容器中的元素。所以为了使对容器内元素的操作更为简单，Java引入了迭代器模式！ 

　　把访问逻辑从不同类型的集合类中抽取出来，从而避免向外部暴露集合的内部结构。

迭代器的特性使得迭代器可以在迭代期间从集合中移除元素。

问题引入中的删除节点函数修改后如下：

    public boolean remove(String vertex) {
        Iterator<Edge> iter = edges.iterator();
        while (iter.hasNext()) {
            Edge edge = (Edge) iter.next();
            if (edge.containSource(vertex)) { // as source
                iter.remove();
            }
            else if (edge.containTarget(vertex)) { // as target
                iter.remove();
            }
        }
        
        checkRep();
        return true;
    }

使用迭代器iterator的remove方法实现修改集合操作。

在循环体内先print graph，在循环外print graph 写过如下：循环体内先后删除含b节点的边，循环体外无边。

b -> c : 2
a -> b : 3


a -> b : 3


循环外

 

不过目前尚不清楚为何源代码没有thorw exception ConcurrentModificationException，希望有了解的朋友可以提示下！