Java 中的增强 for 循环

简介

在 Java 编程中，增强 for 循环（Advanced for loop），也被称为 “for - each” 循环，是一种遍历数组和集合的简洁方式。它简化了传统的 for 循环遍历集合或数组元素的操作，让代码更加易读和简洁。本文将深入探讨 Java 中增强 for 循环的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。

基础概念

增强 for 循环是 Java 5.0 引入的语法糖，它专门用于遍历实现了 Iterable 接口的对象，如数组和集合类（如 ArrayList、HashSet 等）。其语法结构如下：

for (elementType element : iterableObject) {
    // 执行操作
}

其中，elementType 是集合或数组中元素的类型，element 是每次迭代中取出的元素，iterableObject 是要遍历的数组或集合对象。

使用方法

遍历数组

下面是一个使用增强 for 循环遍历整型数组的示例：

public class ArrayTraversal {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        for (int number : numbers) {
            System.out.println(number);
        }
    }
}

在这个例子中，numbers 是一个整型数组，增强 for 循环每次迭代从数组中取出一个元素并赋值给 number，然后打印出来。

遍历集合

以 ArrayList 为例，以下是使用增强 for 循环遍历 ArrayList 的代码：

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

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

        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

这里创建了一个 ArrayList 并添加了一些元素，增强 for 循环遍历 fruits 集合，每次迭代取出一个水果名称并打印。

常见实践

打印数组元素

增强 for 循环常用于简单地打印数组中的所有元素，如前面的 ArrayTraversal 示例所示。这种方式简洁明了，无需手动管理索引。

计算集合元素总和

对于数值类型的集合，可以使用增强 for 循环计算元素的总和。以下是一个计算 ArrayList 中整数总和的示例：

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

public class SumCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        numbers.add(5);

        int sum = 0;
        for (int number : numbers) {
            sum += number;
        }
        System.out.println("Sum: " + sum);
    }
}

在这个例子中，通过增强 for 循环遍历 numbers 集合，将每个元素累加到 sum 变量中，最终打印出总和。

最佳实践

只读操作

增强 for 循环最适合用于只读操作，因为它提供了一种简洁的方式来遍历集合或数组元素，而无需担心索引的管理。在只读场景下，代码更易读和维护。

避免在增强 for 循环中修改集合

虽然在某些情况下可以在增强 for 循环中修改数组元素，但在遍历集合时，不建议直接修改集合的结构（如添加或删除元素）。这是因为增强 for 循环基于 Iterator 实现，在遍历过程中修改集合结构可能会导致 ConcurrentModificationException 异常。如果需要在遍历过程中修改集合，可以使用传统的 for 循环或者使用 Iterator 的 remove 方法。

以下是一个错误示例，在增强 for 循环中尝试删除集合元素：

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

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

        for (String fruit : fruits) {
            if ("Banana".equals(fruit)) {
                fruits.remove(fruit); // 会抛出 ConcurrentModificationException
            }
        }
    }
}

正确的做法是使用 Iterator 的 remove 方法：

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

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

        Iterator<String> iterator = fruits.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String fruit = iterator.next();
            if ("Banana".equals(fruit)) {
                iterator.remove();
            }
        }
        System.out.println(fruits);
    }
}

小结

增强 for 循环是 Java 中遍历数组和集合的一种简洁高效的方式。它简化了代码结构，提高了代码的可读性。在只读操作场景下，增强 for 循环是首选的遍历方式。但在需要修改集合结构时，应避免直接在增强 for 循环中进行操作，而是采用合适的替代方法，以避免潜在的异常。通过掌握增强 for 循环的基础概念、使用方法、常见实践和最佳实践，开发者能够更高效地编写 Java 代码。