Как эффективно перебрать все записи в Java Map и получить ключ и значение?

Лучший способ: итерация по entrySet()

Самый эффективный и рекомендуемый способ перебора всех записей Map — использовать метод entrySet(). Он возвращает набор объектов Map.Entry, каждый из которых содержит и ключ, и значение. Это позволяет получить обе части записи за одну операцию, без дополнительного поиска по ключу.

Базовый вариант с циклом for-each:

Map<String, Integer> studentGrades = new HashMap<>();
studentGrades.put("Анна", 90);
studentGrades.put("Иван", 85);
studentGrades.put("Мария", 95);

for (Map.Entry<String, Integer> entry : studentGrades.entrySet()) {
    String student = entry.getKey();
    Integer grade = entry.getValue();
    System.out.println("Студент: " + student + ", Оценка: " + grade);
}

Этот подход оптимален по производительности, потому что:

• Вы получаете ключ и значение за один проход по внутренней структуре Map.
• Не происходит повторного хеширования или поиска по ключу (как при get(key)).
• Работает с любой реализацией Map (HashMap, TreeMap, LinkedHashMap и т.д.).

Современный способ: лямбда-выражения (Java 8+)

Начиная с Java 8, можно использовать метод forEach, который принимает лямбда-выражение. Это самый лаконичный вариант:

studentGrades.forEach((student, grade) -> {
    System.out.println("Студент: " + student + ", Оценка: " + grade);
});

Под капотом этот метод делает то же самое — итерирует по entrySet(). Код становится короче и читаемее, особенно когда нужно выполнить простое действие.

Разница между entrySet(), keySet() и values()

• entrySet() — возвращает Set<Map.Entry<K,V>>. Позволяет работать и с ключами, и со значениями одновременно. Самый гибкий и производительный вариант.
• keySet() — возвращает Set<K> (только ключи). Если вам нужны только ключи — это ваш выбор. Если нужны и значения — придется делать get(key), что менее эффективно.
• values() — возвращает Collection<V> (только значения). Используйте, когда ключи не важны.

Безопасное удаление элементов во время итерации

Если вы попытаетесь удалить элемент из Map во время обычного цикла for-each, вы получите ConcurrentModificationException. Чтобы этого избежать, используйте итератор:

Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = studentGrades.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();
    if (entry.getValue() < 90) { // удаляем студентов с оценкой ниже 90
        iterator.remove(); // безопасное удаление
    }
}

Начиная с Java 8, можно использовать метод removeIf для коллекций, но он не работает напрямую с Map. Однако можно применить его к entrySet():

studentGrades.entrySet().removeIf(entry -> entry.getValue() < 90);

Это эквивалентно итератору, но короче.

Когда стоит использовать другие подходы?

• keySet() + get() — только если вам нужно выполнить сложную логику с ключом, и вы не хотите тащить Map.Entry. Но помните о потере производительности на больших Map.
• values() — когда ключи не нужны вообще (например, суммировать все значения).
• Старый стиль с Iterator — только если вам нужно удалять элементы во время итерации, и вы не используете Java 8+.

Итоговая рекомендация

Для 90% случаев используйте entrySet() с циклом for-each или лямбду forEach. Это самый чистый, понятный и производительный способ. Для удаления элементов используйте Iterator или removeIf.

studentGrades.entrySet().stream()
    .filter(entry -> entry.getValue() > 90)
    .forEach(entry -> System.out.println(
        "Отличник: " + entry.getKey() + " (" + entry.getValue() + ")"
    ));

Map<String, Integer> excellentStudents = studentGrades.entrySet().stream()
    .filter(entry -> entry.getValue() >= 90)
    .collect(Collectors.toMap(
        Map.Entry::getKey,
        Map.Entry::getValue
    ));