Java 中 ArrayList 的 For 循环使用指南

简介

在 Java 编程里，ArrayList 是一个极为常用的动态数组类，它属于 Java 集合框架的一部分。在处理 ArrayList 时，常常需要对其中的元素进行遍历操作，而 for 循环是实现这一目的的重要手段。本文将详细阐述 ArrayList 与 for 循环的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，助力读者深入理解并高效运用它们。

基础概念

`ArrayList` 概述

ArrayList 是 Java 集合框架中的一个类，它实现了 List 接口，内部使用动态数组来存储元素。与普通数组不同，ArrayList 的大小可以动态增长，能方便地添加、删除和访问元素。以下是创建 ArrayList 的示例代码：

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个存储整数的 ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        System.out.println(numbers);
    }
}

`for` 循环概述

for 循环是一种常用的迭代结构，用于重复执行一段代码，直到满足特定条件。在 Java 中，常见的 for 循环有传统 for 循环、增强 for 循环等。

使用方法

传统 `for` 循环

传统 for 循环通过索引来访问 ArrayList 中的元素，适用于需要操作索引的场景。示例代码如下：

import java.util.ArrayList;

public class TraditionalForLoop {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");

        for (int i = 0; i < fruits.size(); i++) {
            System.out.println(fruits.get(i));
        }
    }
}

增强 `for` 循环

增强 for 循环（也称为 for-each 循环）提供了一种更简洁的方式来遍历 ArrayList 中的元素，无需使用索引。示例代码如下：

import java.util.ArrayList;

public class EnhancedForLoop {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Double> prices = new ArrayList<>();
        prices.add(1.99);
        prices.add(2.99);
        prices.add(3.99);

        for (double price : prices) {
            System.out.println(price);
        }
    }
}

`Iterator` 迭代器

Iterator 是 Java 集合框架提供的一种迭代器，用于遍历集合中的元素。使用 Iterator 可以在遍历过程中安全地删除元素。示例代码如下：

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

public class IteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> ages = new ArrayList<>();
        ages.add(20);
        ages.add(25);
        ages.add(30);

        Iterator<Integer> iterator = ages.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            int age = iterator.next();
            System.out.println(age);
        }
    }
}

`forEach` 方法

Java 8 引入了 forEach 方法，结合 Lambda 表达式可以更简洁地遍历 ArrayList。示例代码如下：

import java.util.ArrayList;

public class ForEachExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> colors = new ArrayList<>();
        colors.add("Red");
        colors.add("Green");
        colors.add("Blue");

        colors.forEach(color -> System.out.println(color));
    }
}

常见实践

元素查找

在 ArrayList 中查找特定元素可以使用传统 for 循环或增强 for 循环。示例代码如下：

import java.util.ArrayList;

public class ElementSearch {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");

        String target = "Bob";
        boolean found = false;
        for (String name : names) {
            if (name.equals(target)) {
                found = true;
                break;
            }
        }
        System.out.println("Element found: " + found);
    }
}

元素修改

使用传统 for 循环可以方便地修改 ArrayList 中的元素。示例代码如下：

import java.util.ArrayList;

public class ElementModification {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> scores = new ArrayList<>();
        scores.add(80);
        scores.add(90);
        scores.add(70);

        for (int i = 0; i < scores.size(); i++) {
            scores.set(i, scores.get(i) + 5);
        }
        System.out.println(scores);
    }
}

元素删除

使用 Iterator 可以安全地删除 ArrayList 中的元素。示例代码如下：

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

public class ElementRemoval {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);

        Iterator<Integer> iterator = numbers.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            int number = iterator.next();
            if (number % 2 == 0) {
                iterator.remove();
            }
        }
        System.out.println(numbers);
    }
}

最佳实践

选择合适的循环方式

当需要操作索引时，使用传统 for 循环。
当只需要遍历元素，不需要操作索引时，使用增强 for 循环或 forEach 方法。
当需要在遍历过程中删除元素时，使用 Iterator。

性能优化

在遍历 ArrayList 时，如果 ArrayList 的大小不会改变，可以将 size() 方法的调用结果缓存起来，避免重复调用。示例代码如下：

import java.util.ArrayList;

public class PerformanceOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> words = new ArrayList<>();
        // 添加大量元素
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            words.add("Word" + i);
        }

        int size = words.size();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            System.out.println(words.get(i));
        }
    }
}

小结

本文详细介绍了 Java 中 ArrayList 与 for 循环的相关知识，包括基础概念、使用方法、常见实践和最佳实践。不同的 for 循环方式适用于不同的场景，合理选择可以提高代码的可读性和性能。希望读者通过本文的学习，能够深入理解并高效运用 ArrayList 的 for 循环。

参考资料

《Effective Java》（第三版），作者：Joshua Bloch