Java 中的循环有很多种,但是什么情况下用哪种,哪种效率高以及每种的特性,相信大多数人没有去深究过,这里面的学问可大着哩,一起来看看吧!
注意,是四种写法,并不是说底层的四种实现方式,这四种写法各有千秋,但是也是最常用的几种
注意,以下示例的 User 对象源码如下:
class User { private String name; private String address; private Integer age; public User(String name, String address, Integer age) { this.name = name; this.address = address; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getAddress() { return address; } public void setAddress(String address) { this.address = address; } public Integer getAge() { return age; } public void setAge(Integer age) { this.age = age; } } 复制代码
普通 for 循环原理很简单,首先获取集合的长度 userList.size()
,循环体内根据循环到的下标获取对应的元素, 然后每次循环 +1
,达到遍历整个集合的目的。
这种写法在以前非常的常见,现在大多使用 forEach
替代。
List<User> userList = new ArrayList<>(); userList.add(new User("同学1", "北京", 10)); userList.add(new User("同学2", "上海", 15)); userList.add(new User("同学3", "广州", 12)); // 普通 for 循环 for (int i = 0; i < userList.size(); i++) { User user = userList.get(i); System.out.println(user); } 复制代码
输出:
User{name='同学1', address='北京', age=10} User{name='同学2', address='上海', age=15} User{name='同学3', address='广州', age=12} User{name='同学1', address='北京', age=10} User{name='同学2', address='上海', age=15} User{name='同学3', address='广州', age=12} Process finished with exit code 0 复制代码
但是普通 for 循环有两个不容忽视的优点。
第一,它在循环过程中可以轻松获取下标,比如我们想在循环中寻找符合条件的下标,那就只能使用 fori
循环,
for (int i = 0; i < userList.size(); i++) { User user = userList.get(i); if(user.age == 15){ return i; } } 复制代码
第二点是它并非迭代器实现,也就是说在循环过程中它可以轻松的修改集合内的元素,增删改都没有问题,虽然不推荐这样做,但是这样的需求在实际开发中还是可能遇到。
int size = userList.size(); // 普通 for 循环 for (int i = 0; i < size; i++) { size = userList.size(); User user = userList.get(i); if (user.age == 15) { userList.remove(2); } } 复制代码
For-Each 是 Java5 中引入的另一种数组遍历技术,它以类似于常规for循环的关键字开头具有以下特点:
语法
for (type var : array) { statements using var; } 复制代码
示例
for (int i=0; i<arr.length; i++) { type var = arr[i]; statements using var; } 复制代码
应用到 fori 的例子
for (User user : userList) { System.out.println(user); } 复制代码
输出
User{name='同学1', address='北京', age=10} User{name='同学2', address='上海', age=15} User{name='同学3', address='广州', age=12} User{name='同学1', address='北京', age=10} User{name='同学2', address='上海', age=15} User{name='同学3', address='广州', age=12} Process finished with exit code 0 复制代码
当你想要在循环体内修改数组时,for-each 循环不合适,你应该选择普通 fori 循环
for (int num : marks) { // only changes num, not the array element num = num*2; } 复制代码
forEach 不跟踪索引,内部使用迭代器实现,所以我们在循环过程中没办法获取到索引
for (int num : numbers) { if (num == target) { return ???; // do not know the index of num } } For - each only iterates forward over the array in single steps // cannot be converted to a for-each loop for (int i = numbers.length - 1; i > 0; i--) { System.out.println(numbers[i]); } For - each cannot process two decision making statements at once // cannot be easily converted to a for-each loop for (int i = 0; i < numbers.length; i++) { if (numbers[i] == arr[i]) { ... } } 复制代码
userList.forEach(e -> { System.out.println(e); }); 复制代码
这种写法相比 forEach 更加的简单,但是存在一个很麻烦的问题,由于 lambda 是基于内部类实现的,所以我们在循环体内如果想修改外部变量,比如这样
int i = 0; userList.forEach(e -> { System.out.println(e); i++; }); 复制代码
代码中的 i++ 就会报错,因为内部类无法直接访问外部资源,Variable used in lambda expression should be final or effectively final,需要我们将变量修改为 Atomic ,如下:
AtomicInteger i = new AtomicInteger(); userList.forEach(e -> { System.out.println(e); i.set(i.getAndIncrement()+1); }); 复制代码
是不是很蛋疼哩~
迭代器在现在实际开发中使用比较少了,它长这个样子,其实 forEach 的底层就是迭代器实现。
forEach 中对于list编译器会调用 Iterable 接口的 iterator 方法来循环遍历数组的元素,iterator方法中是调用Iterator接口的的 next() 和 hasNext() 方法来做循环遍历。java中有一个叫做迭代器模式的设计模式,这个其实就是对迭代器模式的一个实现。
对于数组,就是转化为对数组中的每一个元素的循环引用
Iterator<User> iterator = userList.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } 复制代码
执行结果
User{name='同学1', address='北京', age=10} User{name='同学2', address='上海', age=15} User{name='同学3', address='广州', age=12} Process finished with exit code 0 复制代码
好了,关于 Java 中我了解的循环的相关内容就讲完了,如果对你有帮助,可以关注我,我会不定期发一些个人比较了解的技术内容。
ps: 本文中如果您发现错误的地方,请私信或者评论指出,感谢!
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