如何安全地在遍历 HashMap 时动态添加新键值对

本文详解 `concurrentmodificationexception` 在遍历 `hashmap` 时调用 `put()` 导致崩溃的根本原因，并提供简洁、线程安全（单线程场景下）且高效的解决方案——使用 `putifabsent()` 或预收集键集，避免迭代器失效。

你遇到的 ConcurrentModificationException 并非源于多线程并发，而是在单线程中违反了“结构修改禁止遍历”这一核心契约。Java 的 HashMap（及其迭代器）采用快速失败（fail-fast）机制：当通过 for-each 循环（本质是调用 keySet().iterator()）遍历时，若底层 HashMap 被结构性修改（如 put()、remove()），但迭代器未感知该变更，就会立即抛出此异常。

在你的原始代码中：

for (String key : letters.keySet()) {  // ← 获取 keySet 迭代器
    if (!letters.containsKey(String.valueOf(input.charAt(i)))) {
        letters.put(...); // ← 结构性修改！破坏迭代器预期状态
    }
}

问题在于：外层 for (int i = ...) 每次循环都会启动一次新的 keySet() 遍历；而内层 put() 操作会改变 HashMap 的内部结构（如扩容、链表转红黑树、modCount 增加），导致当前正在使用的迭代器检测到 modCount 不匹配，从而触发异常——即使你并未显式调用 remove()，put() 同样属于结构性修改。

✅ 正确解法：避免在遍历过程中修改集合本身。有以下两种推荐方式：

方案一：使用 putIfAbsent()（推荐 ✅）

这是最简洁、语义最清晰的修复方式，完全规避遍历与修改的冲突：

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Map letters = new HashMap<>();
// 初始化首字符（可选，实际可省略）
letters.put(String.valueOf(input.charAt(0)), numberOfLettersInWord(input, input.charAt(0)));

// 直接遍历字符串每个字符，按需插入（无条件插入或仅当不存在时插入）
for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
    char c = input.charAt(i);
    String key = String.valueOf(c);
    letters.putIfAbsent(key, numberOfLettersInWord(input, c));
}
System.out.println(letters); // 示例输出: {a=4, b=4, c=3}

putIfAbsent(key, value) 是原子操作：仅当 key 不存在时才执行 put，且不依赖当前 keySet() 迭代状态，因此完全绕过 ConcurrentModificationException 风险。

? 提示：你甚至可以删除初始 put()，因为 putIfAbsent 对首个字符也安全有效，代码更统一。

方案二：先收集待插入键，遍历结束后批量插入

若需更复杂的插入逻辑（如依赖已有键值计算新值），可先缓存待添加项：

Set pendingChars = new LinkedHashSet<>();
for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
    pendingChars.add(input.charAt(i)); // 自动去重
}
for (char c : pendingChars) {
    letters.put(String.valueOf(c), numberOfLettersInWord(input, c));
}

⚠️ 注意事项

• ❌ 不要使用 for-each + put()/remove() 组合，这是 ConcurrentModificationException 的典型诱因；
• ✅ putIfAbsent()、computeIfAbsent()、merge() 等 JDK 8+ 方法专为安全更新设计，优先选用；
• ? numberOfLettersInWord() 若存在性能瓶颈（重复统计同一字符），建议改用一次遍历统计算法（如 Map 累加），时间复杂度从 O(n²) 降至 O(n)；
• ? 本例为单线程场景；如涉及多线程读写，请改用 ConcurrentHashMap 并注意其 putIfAbsent() 等方法的线程安全性。

总结：ConcurrentModificationException 是 Java 集合框架的保护机制，提醒你“边看边改”不可取。坚持「只读遍历」或选用「原子更新方法」，即可写出健壮、可维护的集合操作代码。