Java for循環(huán)幾種寫法整理

概要：

J2SE 1.5提供了另一種形式的for循環(huán)。借助這種形式的for循環(huán)，可以用更簡單地方式來遍歷數組和Collection等類型的對象。本文介紹使用這種循環(huán)的具體方式，說明如何自行定義能被這樣遍歷的類，并解釋和這一機制的一些常見問題。

在Java程序中，要“逐一處理”――或者說，“遍歷”――某一個數組或Collection中的元素的時候，一般會使用一個for循環(huán)來實現（當然，用其它種類的循環(huán)也不是不可以，只是不知道是因為for這個詞的長度比較短，還是因為for這個詞的含義和這種操作比較配，在這種時候for循環(huán)比其它循環(huán)常用得多）。
對于遍歷數組，這個循環(huán)一般是采取這樣的寫法：

清單1：遍歷數組的傳統(tǒng)方式

/* 建立一個數組 */ 
int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
/* 開始遍歷 */ 
for (int j = 0; j<integers.length; j++){ 
int i = integers[j]; 
System.out.println(i); 
} 

而對于遍歷Collection對象，這個循環(huán)則通常是采用這樣的形式：

清單2：遍歷Collection對象的傳統(tǒng)方式

/* 建立一個Collection */ 
String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"}; 
Collection stringList = java.util.Arrays.asList(strings); 
/* 開始遍歷 */ 
for (Iterator itr = stringList.iterator(); itr.hasNext();) { 
Object str = itr.next(); 
System.out.println(str); 
} 

而在Java語言的最新版本――J2SE 1.5中，引入了另一種形式的for循環(huán)。借助這種形式的for循環(huán)，現在可以用一種更簡單地方式來進行遍歷的工作。

1. 第二種for循環(huán)

不嚴格的說，Java的第二種for循環(huán)基本是這樣的格式：

for (循環(huán)變量類型 循環(huán)變量名稱 : 要被遍歷的對象) 循環(huán)體

借助這種語法，遍歷一個數組的操作就可以采取這樣的寫法：

清單3：遍歷數組的簡單方式

/* 建立一個數組 */ 
int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
/* 開始遍歷 */ 
for (int i : integers) { 
System.out.println(i);/* 依次輸出“1”、“2”、“3”、“4” */ 
} 

這里所用的for循環(huán)，會在編譯期間被看成是這樣的形式：

清單4：遍歷數組的簡單方式的等價代碼

/* 建立一個數組 */ 
int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
/* 開始遍歷 */ 
for (int 變量名甲 = 0; 變量名甲<integers.length; 變量名甲++) { 
System.out.println(integers[變量名甲]);/* 依次輸出“1”、“2”、“3”、“4” */ 
} 

這里的“變量名甲”是一個由編譯器自動生成的不會造成混亂的名字。

而遍歷一個Collection的操作也就可以采用這樣的寫法：

清單5：遍歷Collection的簡單方式

/* 建立一個Collection */ 
String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"}; 
Collection list = java.util.Arrays.asList(strings); 
/* 開始遍歷 */ 
for (Object str : list) { 
System.out.println(str);/* 依次輸出“A”、“B”、“C”、“D” */ 
} 

這里所用的for循環(huán)，則會在編譯期間被看成是這樣的形式：

清單6：遍歷Collection的簡單方式的等價代碼

/* 建立一個Collection */ 
String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"}; 
Collection stringList = java.util.Arrays.asList(strings); 
/* 開始遍歷 */ 
for (Iterator 變量名乙 = list.iterator(); 變量名乙.hasNext();) { 
Object str = 變量名乙.next(); 
System.out.println(str);/* 依次輸出“A”、“B”、“C”、“D” */ 
} 

這里的“變量名乙”也是一個由編譯器自動生成的不會造成混亂的名字。

因為在編譯期間，J2SE 1.5的編譯器會把這種形式的for循環(huán)，看成是對應的傳統(tǒng)形式，所以不必擔心出現性能方面的問題。
不用“foreach”和“in”的原因

Java采用“for”（而不是意義更明確的“foreach”）來引導這種一般被叫做“for-each循環(huán)”的循環(huán)，并使用“:”（而不是意義更明確的“in”）來分割循環(huán)變量名稱和要被遍歷的對象。這樣作的主要原因，是為了避免因為引入新的關鍵字，造成兼容性方面的問題――在Java語言中，不允許把關鍵字當作變量名來使用，雖然使用“foreach”這名字的情況并不是非常多，但是“in”卻是一個經常用來表示輸入流的名字（例如java.lang.System類里，就有一個名字叫做“in”的static屬性，表示“標準輸入流”）。

的確可以通過巧妙的設計語法，讓關鍵字只在特定的上下文中有特殊的含義，來允許它們也作為普通的標識符來使用。不過這種會使語法變復雜的策略，并沒有得到廣泛的采用。

“for-each循環(huán)”的悠久歷史

“for-each循環(huán)”并不是一個最近才出現的控制結構。在1979正式發(fā)布的Bourne shell（第一個成熟的UNIX命令解釋器）里就已經包含了這種控制結構（循環(huán)用“for”和“in”來引導，循環(huán)體則用“do”和“done”來標識）。

2. 防止在循環(huán)體里修改循環(huán)變量

在默認情況下，編譯器是允許在第二種for循環(huán)的循環(huán)體里，對循環(huán)變量重新賦值的。不過，因為這種做法對循環(huán)體外面的情況絲毫沒有影響，又容易造成理解代碼時的困難，所以一般并不推薦使用。

Java提供了一種機制，可以在編譯期間就把這樣的操作封殺。具體的方法，是在循環(huán)變量類型前面加上一個“final”修飾符。這樣一來，在循環(huán)體里對循環(huán)變量進行賦值，就會導致一個編譯錯誤。借助這一機制，就可以有效的杜絕有意或無意的進行“在循環(huán)體里修改循環(huán)變量”的操作了。

清單7：禁止重新賦值

int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
for (final int i : integers) { 
i = i / 2; /* 編譯時出錯 */ 
} 

注意，這只是禁止了對循環(huán)變量進行重新賦值。給循環(huán)變量的屬性賦值，或者調用能讓循環(huán)變量的內容變化的方法，是不被禁止的。

清單8：允許修改狀態(tài)

Random[] randoms = new Random[]{new Random(1)， new Random(2)， new Random(3)}; 
for (final Random r : randoms) { 
r.setSeed(4);/* 將所有Random對象設成使用相同的種子 */ 
System.out.println(r.nextLong());/* 種子相同，第一個結果也相同 */ 
} 

3. 類型相容問題

為了保證循環(huán)變量能在每次循環(huán)開始的時候，都被安全的賦值，J2SE 1.5對循環(huán)變量的類型有一定的限制。這些限制之下，循環(huán)變量的類型可以有這樣一些選擇：

循環(huán)變量的類型可以和要被遍歷的對象中的元素的類型相同。例如，用int型的循環(huán)變量來遍歷一個int[]型的數組，用Object型的循環(huán)變量來遍歷一個Collection等。

清單9：使用和要被遍歷的數組中的元素相同類型的循環(huán)變量

int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
for (int i : integers) { 
System.out.println(i);/* 依次輸出“1”、“2”、“3”、“4” */ 
} 

清單10：使用和要被遍歷的Collection中的元素相同類型的循環(huán)變量

Collection< String> strings = new ArrayList< String>(); 
strings.add("A"); 
strings.add("B"); 
strings.add("C"); 
strings.add("D"); 
for (String str : integers) { 
System.out.println(str);/* 依次輸出“A”、“B”、“C”、“D” */ 
} 

循環(huán)變量的類型可以是要被遍歷的對象中的元素的上級類型。例如，用int型的循環(huán)變量來遍歷一個byte[]型的數組，用Object型的循環(huán)變量來遍歷一個Collection< String>（全部元素都是String的Collection）等。

清單11：使用要被遍歷的對象中的元素的上級類型的循環(huán)變量

String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"}; 
Collection< String> list = java.util.Arrays.asList(strings); 
for (Object str : list) { 
System.out.println(str);/* 依次輸出“A”、“B”、“C”、“D” */ 
} 

循環(huán)變量的類型可以和要被遍歷的對象中的元素的類型之間存在能自動轉換的關系。J2SE 1.5中包含了“Autoboxing/Auto-Unboxing”的機制，允許編譯器在必要的時候，自動在基本類型和它們的包裹類（Wrapper Classes）之間進行轉換。因此，用Integer型的循環(huán)變量來遍歷一個int[]型的數組，或者用byte型的循環(huán)變量來遍歷一個Collection< Byte>，也是可行的。

清單12：使用能和要被遍歷的對象中的元素的類型自動轉換的類型的循環(huán)變量

int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
for (Integer i : integers) { 
System.out.println(i);/* 依次輸出“1”、“2”、“3”、“4” */ 
} 

注意，這里說的“元素的類型”，是由要被遍歷的對象的決定的――如果它是一個Object[]型的數組，那么元素的類型就是Object，即使里面裝的都是String對象也是如此。

可以限定元素類型的Collection

截至到J2SE 1.4為止，始終無法在Java程序里限定Collection中所能保存的對象的類型――它們全部被看成是最一般的Object對象。一直到J2SE 1.5中，引入了“泛型（Generics）”機制之后，這個問題才得到了解決?，F在可以用Collection< T>來表示全部元素類型都是T的Collection。

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