从集合中获取任意元素

Question

许多算法需要在集合非空的情况下迭代一组元素。

由于在迭代过程中可能会更改集合，因此通常需要从集合中取出一个元素，然后进行迭代，可能会向集合中添加或删除元素。以下是典型的Java代码：

Set<Integer> possibleFactors = Sets.newHashSet(2,3,4,5,6,7,8,100);
while (!possibleFactors.isEmpty()) {
    int factor = possibleFactors.iterator().next();
    for (int i=1;i<10;i++) possibleFactors.remove(i*factor);
}

编辑：根据评论的要求，我将给出一个更好的例子。我正在遍历用户选择的文件，并通过检查每个项目的权限来进行过滤。但是，作为一种优化，如果用户没有权限访问某个目录，则我将从该集合中删除其中的所有文件。

Set<Path> input = Sets.newHashSet(userSelectedPaths);
while (!input.isEmpty()) {
    Path path = input.iterator.next();
    input.remove(path);
    if (!expensivePermissionCheck(path)) {
        input.removeAll(path.getFiles());
    } else {
        processPath(path);
    }
}

然而，循环中的第一行看起来有些奇怪。它创建了一个多余的Iterable对象，而我只想要从集合中获取任意一个元素，不关心顺序。

除了性能之外，它看起来有点奇怪，也不太易读。

是否有更好的替代方案？也许完全不同的结构？

编辑：也许更好的表述应该是“如何从集合中弹出任意元素？”

- Elazar Leibovich

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你可能想用 while (possibleFactors.iterator().hasNext()) 替换 while (!possibleFactors.isEmpty())。 - Rajeev Sreedharan

你的例子很令人困惑：它只是从集合中删除每个元素（因为在 while 循环的每次迭代中，for 循环的第一次迭代会删除“1 * factor”）。在寻求样式建议之前，最好有更好的规范或可工作的代码。 - Arnout Engelen

@Arnout，我的代码是可行的，但我只想给出一个普遍的例子。现在这个代码不会把集合中的所有元素删除。我马上会给出一个“现实世界的例子”。 - Elazar Leibovich

@Rajeev，但是为什么要白白创建一个迭代器对象呢？ - Elazar Leibovich

@Elazar 如果remove()操作剩下了一个或多个元素，possibleFactors.isEmpty()将返回false，从而引发潜在的无限循环问题。而使用迭代器并没有太大的额外开销，相比于否则可能涉及的轻微风险。 - Rajeev Sreedharan

@Rajeev，我听不懂你说什么了。如果从集合中删除一个元素，我想要循环迭代它。而且如果集合非空，iterator().hasNext() 方法会返回 true，所以我看不出有什么区别。 - Elazar Leibovich

Answer 1

Set接口的唯一访问方法是通过iterator()方法或toArray()方法。

如果您有一个SortedSet，则可以使用first()或last()方法直接访问一个项目。

- Howard

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SortedSet的实现假设我的元素是Comparable类型，但它们并不是。而且，我不介意顺序，只要任何顺序都可以。LinkedHashSet可能可以，但遗憾的是，它没有提供获取第一个元素的方法。 - Elazar Leibovich

Answer 2

实际上，如果集合为空，它不仅无法读取，而且还会抛出异常。

在获取next()之前，您应该始终检查hasNext()，然后根据其进行操作。

- mohdajami

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由于循环检查集合是否为空，因此它不会抛出异常。 - Sean Owen

@Sean 我认为他说得有道理，如果在不使用迭代器的 hasNext() 的情况下使用 next()，虽然不会抛出异常，但肯定会陷入无限循环；OP之所以到目前为止没有遇到问题，是因为他最终删除了所有元素，使其为空，但这只是一个等待发生问题的问题。 - Rajeev Sreedharan

不，如果没有更多元素，next() 会抛出 NoSuchElementException 异常。无论是否调用了 hasNext() 都是如此。至少，这是契约；请阅读 javadoc。 - Sean Owen

Answer 3

在集合中，元素没有特定的顺序。您可以通过提供其值来删除或检查元素的存在（Set.remove(Object o) 或 Set.contains(Object o)）。您可以考虑从集合中删除所有元素，或者使用“保留集合A中不在集合B中的元素”的方式来改写它。

Set.removeAll(Set B);

例如

Set<Integer> A = new HashSet();
Set<Integer> B = new HashSet();

add numbers from 1-to-10 into A
add even numbers in range [1, 10] to B

A.removeAll(B);
println(A)

will print all odd numbers, eg those that are in A but not in B.

或者您可以调用remove()方法，如果元素存在，则从集合中删除它：

for (int i = 2; i <= 10; i += 2) {
   a.remove(i)
}

它将具有与上面示例中的removeAll()相同的效果。

通常，当您使用唯一事物的集合并且它们的顺序不重要时，Set数据结构是合适的。如果您想在集合上执行Union、Intersection、Diff等操作，则Set非常有用（而且快速）。如果您有可能重复多次的项目，则可以考虑使用Multisets（Google Collections）。如果您关心事物的顺序，则List将更有帮助（尽管性能较差）。

- Andreas Bakurov

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你说了很多正确的事情，但我不明白它们与我的问题有什么关系。尤其是我的集合中的所有元素都是不重复的，我不需要多重集合，而且我不知道如何在迭代集合的同时添加/删除其中的元素。 - Elazar Leibovich

我的回答基于你问题模糊的表述。抱歉，我的心灵读取设备今天不工作。 - Andreas Bakurov

不要太苛刻了，我并没有冒犯的意思。如果我的问题表述得太模糊，我会很高兴你能帮我澄清。但我不确定一个模糊的答案是否有帮助。 - Elazar Leibovich