Java 中的 for-each 语法：深入解析与实践指南

简介

在 Java 编程中，for-each 语法（也称为增强 for 循环）为遍历数组和集合提供了一种简洁、易读的方式。它简化了传统 for 循环的结构，使代码更紧凑且减少了出错的可能性。本文将详细介绍 Java 中 for-each 语法的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助你更好地掌握这一强大的语言特性。

基础概念

for-each 语法是 Java 5.0 引入的一种语法糖，用于更方便地遍历数组或实现了 Iterable 接口的集合类（如 ArrayList、LinkedList、HashSet 等）。其基本语法结构如下：

for (type element : collectionOrArray) {
    // 执行代码块，element 代表集合或数组中的每个元素
}

其中，type 是集合或数组中元素的类型，element 是一个临时变量，用于存储当前遍历到的元素，collectionOrArray 是要遍历的集合或数组。

使用方法

遍历数组

下面是一个使用 for-each 语法遍历整数数组的示例：

public class ForEachArrayExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

        for (int number : numbers) {
            System.out.println(number);
        }
    }
}

在这个示例中，for-each 循环遍历 numbers 数组，并将每个元素赋值给 number 变量，然后打印出来。

遍历集合

以 ArrayList 为例，以下是使用 for-each 语法遍历 ArrayList 的代码：

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

public class ForEachListExample {
    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);
        }
    }
}

同样，for-each 循环遍历 fruits 列表，并将每个元素赋值给 fruit 变量，然后打印。

常见实践

读取元素

for-each 语法最常见的用途之一是读取集合或数组中的元素。例如，我们有一个存储学生成绩的数组，要计算所有成绩的总和：

public class GradeSumExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] grades = {85, 90, 78, 95, 88};
        int sum = 0;

        for (int grade : grades) {
            sum += grade;
        }

        System.out.println("Total sum of grades: " + sum);
    }
}

在这个例子中，通过 for-each 循环遍历 grades 数组，将每个成绩累加到 sum 变量中，最后打印出总成绩。

简单计算

除了读取元素，for-each 语法还可以用于对集合或数组中的元素进行简单计算。例如，我们有一个存储商品价格的列表，要计算所有商品价格的平均值：

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

public class PriceAverageExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Double> prices = new ArrayList<>();
        prices.add(10.5);
        prices.add(20.0);
        prices.add(15.75);

        double sum = 0;
        int count = 0;

        for (double price : prices) {
            sum += price;
            count++;
        }

        if (count > 0) {
            double average = sum / count;
            System.out.println("Average price: " + average);
        }
    }
}

在这个示例中，通过 for-each 循环遍历 prices 列表，计算价格总和并统计商品数量，最后计算并打印出平均价格。

最佳实践

避免在循环中修改集合

在使用 for-each 语法遍历集合时，应避免修改集合的结构（如添加或删除元素）。这是因为 for-each 循环基于集合的迭代器实现，在遍历过程中修改集合可能会导致 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 循环或迭代器的 remove 方法。

以下是一个错误示例，在 for-each 循环中尝试删除元素：

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

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

        for (Integer number : numbers) {
            if (number == 2) {
                numbers.remove(number); // 会抛出 ConcurrentModificationException
            }
        }
    }
}

正确的做法是使用迭代器的 remove 方法：

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

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

        Iterator<Integer> iterator = numbers.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Integer number = iterator.next();
            if (number == 2) {
                iterator.remove();
            }
        }

        System.out.println(numbers);
    }
}

结合 Lambda 表达式

在 Java 8 及以上版本中，可以结合 for-each 语法和 Lambda 表达式来实现更简洁、功能性的代码。例如，遍历一个字符串列表并打印每个元素：

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

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

        names.forEach(name -> System.out.println(name));
    }
}

这种方式不仅代码简洁，还能充分利用 Lambda 表达式的优势，使代码更具表现力和可读性。

小结

for-each 语法是 Java 中遍历数组和集合的一种简洁、高效的方式。通过本文的介绍，你已经了解了其基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。在实际编程中，合理运用 for-each 语法可以提高代码的可读性和可维护性。同时，要注意避免在循环中修改集合结构等常见错误，结合 Lambda 表达式等新特性可以进一步提升代码的质量和效率。