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(jiǎn)單地方式來(lái)遍歷數(shù)組和Collection等類型的對(duì)象。本文介紹使用這種循環(huán)的具體方式，說(shuō)明如何自行定義能被這樣遍歷的類，并解釋和這一機(jī)制的一些常見(jiàn)問(wèn)題。

在Java程序中，要“逐一處理”――或者說(shuō)，“遍歷”――某一個(gè)數(shù)組或Collection中的元素的時(shí)候，一般會(huì)使用一個(gè)for循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)（當(dāng)然，用其它種類的循環(huán)也不是不可以，只是不知道是因?yàn)閒or這個(gè)詞的長(zhǎng)度比較短，還是因?yàn)閒or這個(gè)詞的含義和這種操作比較配，在這種時(shí)候for循環(huán)比其它循環(huán)常用得多）。
對(duì)于遍歷數(shù)組，這個(gè)循環(huán)一般是采取這樣的寫法：

清單1：遍歷數(shù)組的傳統(tǒng)方式

/* 建立一個(gè)數(shù)組 */ 
int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
/* 開(kāi)始遍歷 */ 
for (int j = 0; j<integers.length; j++){ 
int i = integers[j]; 
System.out.println(i); 
} 

而對(duì)于遍歷Collection對(duì)象，這個(gè)循環(huán)則通常是采用這樣的形式：

清單2：遍歷Collection對(duì)象的傳統(tǒng)方式

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

而在Java語(yǔ)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(xiàn)在可以用一種更簡(jiǎn)單地方式來(lái)進(jìn)行遍歷的工作。

1. 第二種for循環(huán)

不嚴(yán)格的說(shuō)，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(duì)象) 循環(huán)體

借助這種語(yǔ)法，遍歷一個(gè)數(shù)組的操作就可以采取這樣的寫法：

清單3：遍歷數(shù)組的簡(jiǎn)單方式

/* 建立一個(gè)數(shù)組 */ 
int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
/* 開(kāi)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(huì)在編譯期間被看成是這樣的形式：

清單4：遍歷數(shù)組的簡(jiǎn)單方式的等價(jià)代碼

/* 建立一個(gè)數(shù)組 */ 
int[] integers = {1， 2， 3， 4}; 
/* 開(kāi)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(gè)由編譯器自動(dòng)生成的不會(huì)造成混亂的名字。

而遍歷一個(gè)Collection的操作也就可以采用這樣的寫法：

清單5：遍歷Collection的簡(jiǎn)單方式

/* 建立一個(gè)Collection */ 
String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"}; 
Collection list = java.util.Arrays.asList(strings); 
/* 開(kāi)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(huì)在編譯期間被看成是這樣的形式：

清單6：遍歷Collection的簡(jiǎn)單方式的等價(jià)代碼

/* 建立一個(gè)Collection */ 
String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"}; 
Collection stringList = java.util.Arrays.asList(strings); 
/* 開(kāi)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(gè)由編譯器自動(dòng)生成的不會(huì)造成混亂的名字。

因?yàn)樵诰幾g期間，J2SE 1.5的編譯器會(huì)把這種形式的for循環(huán)，看成是對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)形式，所以不必?fù)?dān)心出現(xiàn)性能方面的問(wèn)題。
不用“foreach”和“in”的原因

Java采用“for”（而不是意義更明確的“foreach”）來(lái)引導(dǎo)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(lái)分割循環(huán)變量名稱和要被遍歷的對(duì)象。這樣作的主要原因，是為了避免因?yàn)橐胄碌年P(guān)鍵字，造成兼容性方面的問(wèn)題――在Java語(yǔ)言中，不允許把關(guān)鍵字當(dāng)作變量名來(lái)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(gè)經(jīng)常用來(lái)表示輸入流的名字（例如java.lang.System類里，就有一個(gè)名字叫做“in”的static屬性，表示“標(biāo)準(zhǔn)輸入流”）。

的確可以通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)語(yǔ)法，讓關(guān)鍵字只在特定的上下文中有特殊的含義，來(lái)允許它們也作為普通的標(biāo)識(shí)符來(lái)使用。不過(guò)這種會(huì)使語(yǔ)法變復(fù)雜的策略，并沒(méi)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(gè)最近才出現(xiàn)的控制結(jié)構(gòu)。在1979正式發(fā)布的Bourne shell（第一個(gè)成熟的UNIX命令解釋器）里就已經(jīng)包含了這種控制結(jié)構(gòu)（循環(huán)用“for”和“in”來(lái)引導(dǎo)，循環(huán)體則用“do”和“done”來(lái)標(biāo)識(shí)）。

2. 防止在循環(huán)體里修改循環(huán)變量

在默認(rèn)情況下，編譯器是允許在第二種for循環(huán)的循環(huán)體里，對(duì)循環(huán)變量重新賦值的。不過(guò)，因?yàn)檫@種做法對(duì)循環(huán)體外面的情況絲毫沒(méi)有影響，又容易造成理解代碼時(shí)的困難，所以一般并不推薦使用。

Java提供了一種機(jī)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(gè)“final”修飾符。這樣一來(lái)，在循環(huán)體里對(duì)循環(huán)變量進(jìn)行賦值，就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)編譯錯(cuò)誤。借助這一機(jī)制，就可以有效的杜絕有意或無(wú)意的進(jìn)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(shí)出錯(cuò) */ 
} 

注意，這只是禁止了對(duì)循環(huán)變量進(jìn)行重新賦值。給循環(huán)變量的屬性賦值，或者調(diào)用能讓循環(huán)變量的內(nèi)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(duì)象設(shè)成使用相同的種子 */ 
System.out.println(r.nextLong());/* 種子相同，第一個(gè)結(jié)果也相同 */ 
} 

3. 類型相容問(wèn)題

為了保證循環(huán)變量能在每次循環(huán)開(kāi)始的時(shí)候，都被安全的賦值，J2SE 1.5對(duì)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(duì)象中的元素的類型相同。例如，用int型的循環(huán)變量來(lái)遍歷一個(gè)int[]型的數(shù)組，用Object型的循環(huán)變量來(lái)遍歷一個(gè)Collection等。

清單9：使用和要被遍歷的數(shù)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(duì)象中的元素的上級(jí)類型。例如，用int型的循環(huán)變量來(lái)遍歷一個(gè)byte[]型的數(shù)組，用Object型的循環(huán)變量來(lái)遍歷一個(gè)Collection< String>（全部元素都是String的Collection）等。

清單11：使用要被遍歷的對(duì)象中的元素的上級(jí)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(duì)象中的元素的類型之間存在能自動(dòng)轉(zhuǎn)換的關(guān)系。J2SE 1.5中包含了“Autoboxing/Auto-Unboxing”的機(jī)制，允許編譯器在必要的時(shí)候，自動(dòng)在基本類型和它們的包裹類（Wrapper Classes）之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此，用Integer型的循環(huán)變量來(lái)遍歷一個(gè)int[]型的數(shù)組，或者用byte型的循環(huán)變量來(lái)遍歷一個(gè)Collection< Byte>，也是可行的。

清單12：使用能和要被遍歷的對(duì)象中的元素的類型自動(dòng)轉(zhuǎn)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(shuō)的“元素的類型”，是由要被遍歷的對(duì)象的決定的――如果它是一個(gè)Object[]型的數(shù)組，那么元素的類型就是Object，即使里面裝的都是String對(duì)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(wú)法在Java程序里限定Collection中所能保存的對(duì)象的類型――它們?nèi)勘豢闯墒亲钜话愕腛bject對(duì)象。一直到J2SE 1.5中，引入了“泛型（Generics）”機(jī)制之后，這個(gè)問(wèn)題才得到了解決?，F(xiàn)在可以用Collection< T>來(lái)表示全部元素類型都是T的Collection。

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