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避免Java循环中索引降至负值导致越界异常的策略

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发布时间:2025-09-25 10:36:15

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来源于php中文网

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避免java循环中索引降至负值导致越界异常的策略

本教程探讨了在Java嵌套循环中,当外层循环的索引变量在内层循环内部被条件性递减时,如何避免其降至负值导致索引越界异常。通过在内层循环的终止条件中增加对外部索引变量的检查,可以有效防止程序崩溃,确保循环逻辑的健壮性和安全性。

问题描述:嵌套循环中的索引越界风险

在Java编程中,处理集合(如ArrayList)时,经常会遇到需要迭代并根据条件修改或移除元素的场景。特别是在嵌套循环中,如果外层循环的索引变量在内层循环内部被递减,且没有适当的边界检查,就可能导致索引降至负值,从而引发IndexOutOfBoundsException。

考虑以下代码片段,它尝试将vehicles列表中的车辆分配到garage中的可用车位:

for (int i = vehicles.size() - 1; i >= 0;) { // 外层循环,从后向前遍历车辆
    for (int j = 0; j < garage.size();) { // 内层循环,遍历车库
        // 检查车辆和车库空间是否匹配
        if (this.garage.get(j).getSpace() == this.vehicles.get(i).getSpace()) {
            // 如果匹配且车库能接受该车辆并有容量
            if (this.garage.get(j).garageRequest(vehicles.get(i).getvehiclesType())
                    && this.garage.get(j).getLimit() > 0) {
                this.garage.get(j).addvehicles(vehicles.get(i)); // 添加车辆到车库
                this.vehicles.remove(i); // 从车辆列表中移除
                i--; // 递减外层循环索引
                break; // 跳出内层循环,处理下一辆车
            } else {
                j++; // 车库不符合条件,检查下一个车库
            }
        } else {
            // 空间不匹配,尝试下一辆车,并重置内层循环索引
            i--; // 递减外层循环索引
            j = 0; // 重置内层循环索引
        }
    }
    // 用户尝试在此处添加类似 if(i != 0) { i--; j = 0; } 的逻辑,但并不完全有效
}

上述代码的意图是:外层循环从vehicles列表的末尾向前遍历。内层循环遍历garage列表。如果在内层循环中找到匹配项并处理完毕,vehicles中的元素会被移除,并且i会递减。如果当前车辆与所有车库都不匹配,i也会递减,j重置为0,尝试用下一辆车重新匹配所有车库。

问题根源: 当外层循环的索引i在某个时刻变为0时,外层循环条件i >= 0仍然为真,内层循环会开始执行。如果在内层循环执行过程中,i被递减(例如,在else分支中执行了i--),i的值将变为-1。此时,内层循环可能尚未结束,如果它继续执行并尝试通过this.vehicles.get(i)访问元素,就会因为i为-1而抛出IndexOutOfBoundsException。外层循环的条件i >= 0只在每次外层循环开始时检查,无法阻止i在内层循环中降至负值后立即访问vehicles.get(i)。

解决方案:在内层循环中添加边界检查

解决此问题的关键在于,确保在内层循环执行期间,对vehicles列表的访问始终在有效索引范围内。最简洁有效的方法是,将外层循环的索引i的边界条件也纳入到内层循环的终止条件中。

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将内层循环的定义从:

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for (int j = 0; j < garage.size();) {

修改为:

for (int j = 0; j < garage.size() && i >= 0;) {

修改后的代码片段:

for (int i = vehicles.size() - 1; i >= 0;) {
    for (int j = 0; j < garage.size() && i >= 0;) { // 注意这里新增的条件:&& i >= 0
        if (this.garage.get(j).getSpace() == this.vehicles.get(i).getSpace()) {
            if (this.garage.get(j).garageRequest(vehicles.get(i).getvehiclesType())
                    && this.garage.get(j).getLimit() > 0) {
                this.garage.get(j).addvehicles(vehicles.get(i));
                this.vehicles.remove(i);
                i--;
                break;
            } else {
                j++;
            }
        } else {
            i--;
            j = 0;
        }
    }
}

工作原理:

通过在内层循环的条件中添加&& i >= 0,我们创建了一个“即时”的边界检查。当i在内层循环的任何地方被递减并变为-1时,下一次内层循环迭代的条件判断j = 0会立即失败,因为i >= 0不再为真。这将导致内层循环立即终止,从而避免了在i为-1时尝试访问this.vehicles.get(i),有效防止了IndexOutOfBoundsException的发生。

注意事项与最佳实践

  1. 即时性检查的重要性: 这种将外部循环变量的边界条件引入内部循环的做法,确保了在外部变量被修改后,内部循环能够立即响应并终止,避免了潜在的越界访问。
  2. 避免冗余或不完善的检查: 原始问题中尝试的else if(i != 0)(假设其

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