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java基础(三) 加强型for循环与Iterator

發布時間：2025/3/20 编程问答 8 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 java基础(三) 加强型for循环与Iterator 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

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引言

??從JDK1.5起，增加了加強型的for循環語法，也被稱為 “for-Each 循環”。加強型循環在操作數組與集合方面增加了很大的方便性。那么，加強型for循環是怎么解析的呢？同時，這是不是意味著基本for循環就會被取代呢？

語法：

for(var item:items){//var 代表各鐘類型//相關操作 }

一、數組中的 for-Each 循環

我們先來看一下數組中的 for-Each 循環的使用；

String str[]= new String[]{"1","2","3"};//普通for循環for(int i=0;i<str.length;i++){String item = str[i];item += "str";System.out.println(item);}//加強型for循環for(String item:str){item += "str";System.out.println(item);}

??通過比較上面例子中的兩種類型的for循環，可以看出，for-Each 循環編寫起來更加簡單，更加方便程序員。因此，在程序中，應該多使用加強型循環。

回答一下上面提出的兩個問題：

1、編譯器是怎么處理數組中的for-Each循環的？

事實上，在數組中的 for-Each 最終會被編譯器處理成一個普通的for循環，也就是說 for-Each循環是完全與普通for循環等價的，沒有任何特殊的命令。
? ?可以通過反編譯來驗證，很簡單，此處不再多說。

2、在數組中，for-Each 循環能否完全替代普通for循環

答案是否定的。雖然for-Each 寫起來方便，但也有以下幾個局限性：

只能對元素進行順序的訪問；
只能訪問數組或集合中的所有元素；
循環中沒有當前的索引，無法對指定的元素操作。如更換當前索引位置的元素。

二、集合中的 for-Each循環

??數組的加強型的for-Each循環很簡單，我們再來看一下集合中的for-Each 循環又是怎么樣的。我們都知道集合中的遍歷都是通過迭代（iterator）完成的。也許有人說，也可以按照下面的方式來遍歷集合，不一定非要使用迭代：

List<String> list = new LinkedList<String>();list.add("a");list.add("b");list.add("c");for(int i=0;i<list.size();i++){String item = list.get(i);System.out.println(item);}

??然而，這種方式對于基于鏈表實現的List來說，是比較耗性能的，因為get(int i)方法包含了一個循環，而且這個循環就是迭代遍歷一次List，直到遇到第i個元素，才停止循環，返回第i個元素。對于數量小，遍歷不頻繁的List來說，開銷可以忽略。否則，開銷將不容忽視。

所以，正確集合遍歷是使用迭代器Iterator來遍歷的：

List<String> list = new LinkedList<String>();list.add("a");list.add("b");list.add("c");//獲取集合的迭代器Iterator<String> itor = list.iterator();//集合的普通for循環for(;itor.hasNext();){//相當于 while(itor.hasNext())String item = itor.next();System.out.println(item);}

再看看對應的for-Each循環的例子：

? ?List<String> list = new LinkedList<String>();list.add("a");list.add("b");list.add("c");for(String item:list){//for-EachSystem.out.println(item);}

可以看出，for-Each循環比普通for循環要簡潔很多。我們依舊回答上面的兩個問題：

編譯器是如何處理集合中的for-Each循環的？

public static void main(String args[]){List list = new LinkedList();list.add("aa");list.add("bb");for(String item:list){if("bb".equals(item))list.add("cc");}}

我們看一下上面例子的 反編譯代碼：

public static void main(String args[]){List list = new LinkedList();list.add("aa");list.add("bb");for(Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext();){String item = (String)iterator.next();if("bb".equals(item))list.add("cc");}}

??與數組類似，編譯器最終也就是將集合中的for-Each循環處理成集合的普通for循環。而集合的Collection接口通過擴展Iterable接口來提供iterator()方。那么我們換一個角度，是不是只要實現 Iterable接口，提供iterator()方法，也可以使用 for-Each循環呢？來看個例子：

class ?MyList<T> implements Iterable<T>{private ArrayList<T> list = new ArrayList<>();public void addId(T id){list.add(id);}public boolean removeId(T id){return list.remove(id);}@Overridepublic Iterator<T> iterator() {//擴展自Iterable接口//為了簡單起見，就直接使用已有的迭代器return list.iterator();}public static void main(String[] args) {MyList<String> myList = new MyList<>();myList.addId("666999");myList.addId("973219");//for-Eachfor(String item:myList){System.out.println(item);}} }

??上面的例子編譯通過，并且運行無誤。所以，只要實現了Iterable接口的類，都可以使用for-Each循環來遍歷。

集合迭代的陷阱

??集合循環遍歷時所使用的迭代器Iterator有一個要求：在迭代的過程中，除了使用迭代器（如:Iterator.remove()方法）對集合增刪元素外，是不允許直接對集合進行增刪操作。否則將會拋出 ConcurrentModificationException異常。所以，由于集合的for-Each循環本質上使用的還是Iterator來迭代，因此也要注意這個陷阱。for-Each循環很隱蔽地使用了Iterator，導致程序員很容易忽略掉這個細節，所以一定要注意。看下面的例子，for-Each循環中修改了集合。

public static void main(String[] args) {List<String> list = new LinkedList<>();list.add("aa");list.add("bb");for (String item : list) {//for-Eachif ("bb".equals(item)) {list.add("cc"); //直接操作list}}}

運行拋出異常:

??上面僅僅是 單線程 下的情況，如果你有并發編程的基礎的話，就會知道：在多線程的環境中，線程是交替運行的（時間片輪轉調度）。這就意味著，如果有兩個線程A、B，線程A對集合使用Iterator迭代遍歷，線程B則對集合進行增刪操作。線程A、B一旦交替運行，就會出現在迭代的同時對集合增刪的效果，也會拋出異常。解決辦法就是加鎖變成原子操作，多線程在這里不是本文重點，不多說了。

2. 集合中的for-Each循環能代替集合的普通for循環嗎？

??同樣也是不能的。集合中的for-Each循環的局限性與數組的for-Each循環是一樣的。集合的for-Each循環是不能對集合進行增刪操作、也不能獲取索引。而集合的普通for循環可以使用的迭代器提供了對集合的增刪方法（如：Iterator.remove，ListIterator.add()），獲取索引的方法（如：ListIterator.nextIndex()、ListIterator.previousIndex()）；

三、Iterator源碼分析

??我們來分析一下Iterator源碼，主要看看為什么在集合迭代時，修改集合可能會拋出ConcurrentModificationException異常。以ArrayList中實現的Iterator為例。

先來看一下ArrayList.iterator()方法，如下：

public Iterator<E> iterator() {return new Itr();}

iterator()方法直接創建了一個類Itr的對象。那就接著看 Itr類的定義吧！發現Itr其實是ArrayList的內部類，實現了 Iterator 接口。

/*** An optimized version of AbstractList.Itr*/private class Itr implements Iterator<E> {int cursor; ? ? ? // 當前的索引值，index of next element to returnint lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no suchint expectedModCount = modCount;public boolean hasNext() {return cursor != size;}@SuppressWarnings("unchecked")public E next() {checkForComodification();int i = cursor;if (i >= size)throw new NoSuchElementException();//ArrayList的底層數組Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;if (i >= elementData.length)throw new ConcurrentModificationException();cursor = i + 1;return (E) elementData[lastRet = i];}public void remove() {if (lastRet < 0)throw new IllegalStateException();checkForComodification();try {ArrayList.this.remove(lastRet);cursor = lastRet;lastRet = -1;//再次更新 expectedModCountexpectedModCount = modCount;} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();}}@Override@SuppressWarnings("unchecked")public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {Objects.requireNonNull(consumer);final int size = ArrayList.this.size;int i = cursor;if (i >= size) {return;}final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;if (i >= elementData.length) {throw new ConcurrentModificationException();}while (i != size && modCount == expectedModCount) {consumer.accept((E) elementData[i++]);}// update once at end of iteration to reduce heap write trafficcursor = i;lastRet = i - 1;checkForComodification();}final void checkForComodification() {if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();}}

??ArrayList.this.elementData是ArrayList的底層數組，上面這些方法都很簡單，都是對ArrayList.this.elementData這個底層數組進行操作。
??重點看一下checkForComodification（）方法，這個方法就是用來拋出 ConcurrentModificationException異常，這個方法也很簡單，就是判斷modCount與expectedModCount是否相等。modCount存儲的AarryList中的元素個數。而expectedModCount則是對象創建時將modCount的值賦給它，也就是說expectedModCount存儲的是迭代器創建時元素的個數。那么checkForComodification（）方法其實在比較迭代期間，ArrayList元素的個數是否發生了改變，如果改變了，就拋出異常。注意一下，expectedModCount除了在聲明時賦值外，也在remove()方法中更新了一次。

總結

無論是在數組中還是在集合中，for-Each加強型for循環都是它們各自的普通for循環的一種“簡寫方式”，即兩者意思上是等價的，但前者方便簡單，建議多使用。
for-Each循環不能完全代替普通for循環，因為for-Each有一定的局限性。
for-Each循環只能用于數組、Iterable類型（包括集合）。
集合中的for-Each循環本質上使用了Ierator迭代器，所以要注意Itrator迭代陷阱（單線程和多線程都有問題）。

作者：jinggod
出處：http://www.cnblogs.com/jinggod/p/8424868.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的java基础(三) 加强型for循环与Iterator的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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