快捷導(dǎo)航

詳解JAVA中的for-each循環(huán)與迭代

更新時間：2016年10月24日 14:22:40 作者：知其然，后知其所以然

本文詳解了JAVA中的for-each循環(huán)與迭代，是JS入門學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)知識,也是java中的難點知識，需要的朋友可以參考下。

在學(xué)習(xí)java中的collection時注意到，collection層次的根接口Collection實現(xiàn)了Iterable<T>接口（位于java.lang包中），實現(xiàn)這個接口允許對象成為 "foreach" 語句的目標(biāo)，而此接口中的唯一方法，實現(xiàn)的就是返回一個在一組 T 類型的元素上進行迭代的迭代器。

一、迭代器Iterator

接口：Iterator<T>

public interface Iterator<E>{
  boolean hasNext(); 
 E next(); 
 void remove();
 }

查看Iterator接口API可以知道，這是對collection進行迭代的迭代器。迭代器允許調(diào)用者利用定義良好的語義在迭代期間從迭代器所指向的 collection 移除元素。

尤其值得注意的是此迭代器remove()方法的使用：從迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一個元素（可選操作）。每次調(diào)用 next 只能調(diào)用一次此方法。如果進行迭代時用調(diào)用此方法（remove方法）之外的其他方式修改了該迭代器所指向的 collection，則迭代器的行為是不確定的。接口設(shè)計人員在設(shè)計Iterator<T>接口的時候已經(jīng)指出，在進行迭代時如果調(diào)用了除了迭代器的remove()方法修改了該迭代器所指向的collection，則會造成不確定的后果。具體出現(xiàn)什么后果依迭代器的具體實現(xiàn)而定。針對這種不確定的后果可能出現(xiàn)的情況，在學(xué)習(xí)ArrayList時遇到了其中一種：迭代器拋出 ConcurrentModificationException異常。具體異常情況如下代碼所示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class ItaratorTest {

  public static void main(String[] args) {
    Collection<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("Android");
    list.add("IOS");
    list.add("Windows Mobile");

    Iterator<String> iterator = list.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
      String lang = iterator.next();
      list.remove(lang);//will throw ConcurrentModificationException
    }
  }

}

此段代碼在運行時會拋出ConcurrentModificationException異常，因為我們在迭代器運行期間沒有用iterator的remove()方法來刪除元素，而是使用ArrayList的 remove()方法改變了迭代器所指向的collection。這就違反了迭代器的設(shè)計原則，所以發(fā)生了異常。

所報異常情況如下所示：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831)
    at Text.ItaratorTest.main(ItaratorTest.java:17)

二、for-each循環(huán)與迭代器Iterator<T>

從Java5起，在Java中有了for-each循環(huán)，可以用來循環(huán)遍歷collection和array。Foreach循環(huán)允許你在無需保持傳統(tǒng)for循環(huán)中的索引，或在使用iterator /ListIterator(ArrayList中的一種迭代器實現(xiàn))時無需調(diào)用while循環(huán)中的hasNext()方法就能遍歷collection。for-each循環(huán)簡化了任何Collection或array的遍歷過程。但是使用foreach循環(huán)也有兩點需要注意。

使用foreach循環(huán)的對象，必須實現(xiàn)了Iterable<T>接口

請看如下示例：

import java.util.ArrayList;

public class ForeachTest1 {

  public static void main(String args[]) {
    CustomCollection<String> myCollection = new CustomCollection<String>();
    myCollection.add("Java");
    myCollection.add("Scala");
    myCollection.add("Groovy");

    // What does this code will do, print language, throw exception or
    // compile time error
    for (String language : myCollection) {
      System.out.println(language);
    }
  }

  private class CustomCollection<T> {
    private ArrayList<T> bucket;

    public CustomCollection() {
      bucket = new ArrayList();
    }

    public int size() {
      return bucket.size();
    }

    public boolean isEmpty() {
      return bucket.isEmpty();
    }

    public boolean contains(T o) {
      return bucket.contains(o);
    }

    public boolean add(T e) {
      return bucket.add(e);
    }

    public boolean remove(T o) {
      return bucket.remove(o);
    }

  }
}

上述代碼將無法通過編譯，這是因為代碼中的CustomCollection類沒有實現(xiàn)Iterable<T>接口，編譯期的報錯如下：

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
Can only iterate over an array or an instance of java.lang.Iterable

at Text.ForeachTest1.main(ForeachTest1.java:15)

事實上，無需等到編譯時才發(fā)現(xiàn)報錯，eclipse會在這段代碼寫完之后就會在foreach循環(huán)處顯示錯誤：Can only iterate over an array or an instance of java.lang.Iterable

從上述示例可以再次得到確認的是，foreach循環(huán)只適用于實現(xiàn)了Iterable<T>接口的對象。由于所有內(nèi)置Collection類都實現(xiàn)了java.util.Collection接口，已經(jīng)繼承了Iterable，所以為了解決上述問題，可以選擇簡單地讓CustomCollection實現(xiàn)Collection接口或者繼承AbstractCollection。解決方式如下：

import java.util.AbstractCollection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class ForeachTest {
  public static void main(String args[]) {
    CustomCollection<String> myCollection = new CustomCollection<String>();
    myCollection.add("Java");
    myCollection.add("Scala");
    myCollection.add("Groovy");
    for (String language : myCollection) {
      System.out.println(language);
    }
  }

  private static class CustomCollection<T> extends AbstractCollection<T> {
    private ArrayList<T> bucket;

    public CustomCollection() {
      bucket = new ArrayList();
    }

    public int size() {
      return bucket.size();
    }

    public boolean isEmpty() {
      return bucket.isEmpty();
    }

    public boolean contains(Object o) {
      return bucket.contains(o);
    }

    public boolean add(T e) {
      return bucket.add(e);
    }

    public boolean remove(Object o) {
      return bucket.remove(o);
    }

    @Override
    public Iterator<T> iterator() {
      // TODO Auto-generated method stub
      return bucket.iterator();
    }
  }
}

2.foreach循環(huán)的內(nèi)部實現(xiàn)也是依靠Iterator進行實現(xiàn)的

為了驗證foreach循環(huán)是使用Iterator作為內(nèi)部實現(xiàn)這一事實，我們依然采用本文最開始的實例進行驗證：

public class ItaratorTest {

  public static void main(String[] args) {
    Collection<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("Android");
    list.add("IOS");
    list.add("Windows Mobile");

    // example1
    // Iterator<String> iterator = list.iterator();
    // while (iterator.hasNext()) {
    // String lang = iterator.next();
    // list.remove(lang);
    // }

    // example 2
    for (String language : list) {
      list.remove(language);
    }
  }

}

程序運行時所報異常：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831)
    at Text.ItaratorTest.main(ItaratorTest.java:22)

此異常正說明了for-each循環(huán)內(nèi)部使用了Iterator來遍歷Collection，它也調(diào)用了Iterator.next()，這會檢查(元素的)變化并拋出ConcurrentModificationException。

總結(jié)：

在遍歷collection時，如果要在遍歷期間修改collection，則必須通過Iterator/listIterator來實現(xiàn)，否則可能會發(fā)生“不確定的后果”。
foreach循環(huán)通過iterator實現(xiàn)，使用foreach循環(huán)的對象必須實現(xiàn)Iterable接口

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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