Java基础教程之新特性 · foreach循环

  • 1️⃣ 概念
  • 2️⃣ 优势和缺点
  • 3️⃣ 使用及应用场景
  • 总结

1️⃣ 概念

Java的 foreach 特性最初出现在JDK 1.5中，也被称为“增强的for循环”。它的设计目的是提供一种简洁、易读的语法，用于遍历集合或数组中的元素，减少了传统 for循环的冗余代码和错误机会。

简单来说，foreach是一种迭代器模式的变体，它允许我们以简单且直观的方式遍历一个集合或数组中的元素，并对每个元素执行相应的操作。foreach语句使用起来更加直观，使代码更易于理解和维护。

下面先来回顾一下传统数组输出的操作形式。

//范例 1: 数组输出package com.xiaoshan.demo;public class TestDemo{public static void main(String args[]){int data[] = new int[]{1,2,3,4,5};for (int x=0; x<data.length; x++){System.out.print(data[x] + "、");}}}

程序执行结果：

1、2、3、4、5、

在传统的数组输出操作中，往往会使用 for 循环来控制索引的下标，从而实现数据的输出操作。但一部分开发者会认为这样的输出方式需要控制索引，过于麻烦，更希望能够简化一些。所以从 JDK 1.5开始对于for 循环有了以下形式：

for (element_type element : collection) {// 在此处执行针对 element 的操作}

语法中，element_type 是集合或数组中元素的类型， element 表示在每次循环迭代时访问的元素，collection则表示要遍历的数组或集合，在每一次循环时会自动的将数组的内容设置给变量。此时的 for 循环操作在每次循环时会自动将当前数组(或集合)的内容依次取出，这样就可以避免索引问题。

//范例 2: 利用foreach循环实现输出package com.xiaoshan.demo;public class TestDemo {public static void main(Stringl args[]){int data[] = new int[]{1,2,3,4,5};//定义数组for (int x : data){ //循环次数由数组长度决定//每一次循环实际上都表示数组的角标增长，会取得每一个数组的内容，并且将其设置给x System.out.println( x + "、"); //x就是每一个数组元素的内容}}}

程序执行结果：

1、2、3、4、5、

2️⃣ 优势和缺点

优点：

  • 语法简洁：foreach提供了一种紧凑的语法，减少了传统for循环的代码量；
  • 避免了索引越界错误：foreach内部使用迭代器实现，能够自动处理集合或数组的边界情况，避免了常见的越界错误；
  • 提高可读性：foreach语法可读性高，更符合自然语言描述集合遍历的过程。

缺点：

  • 无法修改集合/数组长度：由于foreach底层使用迭代器，无法在遍历过程中修改集合或数组的长度；
  • 无法获取当前元素的索引：foreach循环中无法直接访问当前元素的索引，需要通过其他方式解决。

3️⃣ 使用及应用场景

  • 遍历数组：

    // 范例 3: foreach 遍历数组package com.xiaoshan.demo;public class TestDemo {public static void main(String args[]){int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};for(int number : numbers) {System.out.println(number);}}}

  • 遍历集合：

    // 范例 4: foreach 遍历集合package com.xiaoshan.demo;public class TestDemo {public static void main(String args[]){List<String> fruits = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");for (String fruit : fruits) {System.out.println(fruit);}}}

  • 遍历自定义类型集合：

    // 范例 5: foreach 遍历自定义类型集合package com.xiaoshan.demo;class Person {String name;public Person(String name){this.name = name;}// getter和setter等代码省略}public class TestDemo {public static void main(String args[]){List<Person> people = new ArrayList<>();// 添加Person对象到people集合people.add(new Person("张三"));people.add(new Person("王五"));for (Person person : people) {System.out.println(person.getName());}}}

  • 使用带有索引的foreach循环：

    // 范例 6: 带有索引的foreach 遍历package com.xiaoshan.demo;public class TestDemo {public static void main(String args[]){String[] fruits = {"apple", "banana", "cherry"};int index = 0;for (String fruit : fruits) {System.out.println(index + ": " + fruit);index++;}}}

需要注意的是，范例6是通过借助 index变量，手动维护索引计数。

从以上案例可以发现，foreach 适用于各种遍历集合或数组的场景，特别是当我们只需要访问元素而不修改集合时，foreach提供了一种简洁的方式。

常见的应用场景主要包括：

  • 遍历集合进行数据处理、过滤或打印。
  • 对数组执行元素计数、求和等操作。
  • 针对自定义类型集合进行持久化、转换等处理。

而在使用foreach循环时，需要注意的是，foreach 循环中不能修改集合/数组的长度，否则会抛出 ConcurrentModificationException 并发修改异常。如果需要同时访问索引和元素，可以通过其他方式实现（如使用额外的计数器变量）。

总结

本文中，我们详细介绍了Java的 foreach特性，从它的起源、概念，到优缺点、特征和基础语法进行了全面讲解。我们还提供了丰富的代码案例来演示其使用技巧，并探讨了foreach的应用场景和注意事项。

通过合理地运用foreach特性，能够使代码更加简洁、易读，并且避免常见的错误。在日常开发中，我们建议熟练掌握foreach的用法，以便更高效地处理集合或数组的遍历操作。

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