Java 中 for 循环的深入剖析

简介

在 Java 编程中，for 循环是一种非常重要且常用的控制流语句，它允许我们多次执行一段代码，能帮助我们高效地处理集合和数组等数据结构。本文将详细介绍 Java 中 for 循环的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，希望能帮助读者更好地掌握和运用 for 循环。

基础概念

for 循环是一种迭代控制结构，用于重复执行一段代码，直到满足特定条件为止。在 Java 中，主要有两种形式的 for 循环：传统 for 循环和增强 for 循环（也称为 for-each 循环）。

传统 for 循环

传统 for 循环由初始化语句、循环条件和迭代语句三部分组成，语法结构如下：

for (初始化语句; 循环条件; 迭代语句) {
    // 循环体
}

初始化语句：在循环开始前执行，通常用于初始化循环变量。
循环条件：每次循环开始前检查的条件，如果条件为 true，则执行循环体；否则，退出循环。
迭代语句：每次循环结束后执行，通常用于更新循环变量。

增强 for 循环

增强 for 循环是 Java 5 引入的一种简化的 for 循环，用于遍历数组和实现了 Iterable 接口的集合。语法结构如下：

for (元素类型 元素变量 : 数组或集合) {
    // 循环体
}

使用方法

传统 for 循环

public class TraditionalForLoopExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个数组
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

        // 使用传统 for 循环遍历数组
        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            System.out.println(numbers[i]);
        }
    }
}

在上述代码中，我们使用传统 for 循环遍历了一个整数数组。初始化语句 int i = 0 初始化了循环变量 i，循环条件 i < numbers.length 确保循环在数组长度范围内进行，迭代语句 i++ 每次循环后将 i 的值加 1。

增强 for 循环

public class EnhancedForLoopExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个数组
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

        // 使用增强 for 循环遍历数组
        for (int number : numbers) {
            System.out.println(number);
        }
    }
}

在上述代码中，我们使用增强 for 循环遍历了一个整数数组。int number 是元素变量，numbers 是要遍历的数组。每次循环时，number 会依次取数组中的每个元素。

常见实践

遍历数组

public class ArrayTraversalExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个字符串数组
        String[] fruits = {"Apple", "Banana", "Cherry"};

        // 使用传统 for 循环遍历数组
        System.out.println("传统 for 循环遍历数组：");
        for (int i = 0; i < fruits.length; i++) {
            System.out.println(fruits[i]);
        }

        // 使用增强 for 循环遍历数组
        System.out.println("增强 for 循环遍历数组：");
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

遍历集合

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CollectionTraversalExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个集合
        List<String> colors = new ArrayList<>();
        colors.add("Red");
        colors.add("Green");
        colors.add("Blue");

        // 使用传统 for 循环遍历集合
        System.out.println("传统 for 循环遍历集合：");
        for (int i = 0; i < colors.size(); i++) {
            System.out.println(colors.get(i));
        }

        // 使用增强 for 循环遍历集合
        System.out.println("增强 for 循环遍历集合：");
        for (String color : colors) {
            System.out.println(color);
        }
    }
}

最佳实践

避免在循环中修改集合大小

在使用增强 for 循环遍历集合时，不要在循环中修改集合的大小（如添加或删除元素），否则会抛出 ConcurrentModificationException 异常。如果需要修改集合大小，可以使用传统 for 循环或迭代器。

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

public class ModifyCollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> animals = new ArrayList<>();
        animals.add("Dog");
        animals.add("Cat");
        animals.add("Bird");

        // 使用迭代器删除元素
        Iterator<String> iterator = animals.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String animal = iterator.next();
            if (animal.equals("Cat")) {
                iterator.remove();
            }
        }

        // 输出修改后的集合
        for (String animal : animals) {
            System.out.println(animal);
        }
    }
}

提高循环效率

在处理大型数组或集合时，尽量减少循环内的重复计算，提高循环效率。例如，将数组长度或集合大小提前计算并存储在变量中，避免每次循环都进行计算。

public class LoopEfficiencyExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] largeArray = new int[1000000];

        // 提前计算数组长度
        int length = largeArray.length;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            // 循环体
        }
    }
}

小结

本文详细介绍了 Java 中 for 循环的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。传统 for 循环适用于需要精确控制循环次数和访问数组或集合索引的场景，而增强 for 循环则更适合简单的遍历操作。在实际编程中，我们应根据具体需求选择合适的 for 循环形式，并遵循最佳实践，以提高代码的可读性和性能。

参考资料

《Effective Java》

Java 中 for 循环的深入剖析

简介

目录

基础概念

传统 for 循环

增强 for 循环

使用方法

传统 for 循环

增强 for 循环

常见实践

遍历数组

遍历集合

最佳实践

避免在循环中修改集合大小

提高循环效率

小结

参考资料