Java for迴圈的幾種用法分析

J2SE 1.5提供了另一種形式的for迴圈。借助這種形式的for循環，可以用更簡單地方式來遍歷數組和Collection等類型的物件。本文介紹使用這種循環的具體方式，說明如何自行定義能被這樣遍歷的類，並解釋和這一機制的一些常見問題。

在Java程式中，要「逐一處理」――或者說，「遍歷」――某一個數組或Collection中的元素的時候，一般會使用一個for循環來實現（當然，用其它種類的循環也不是不可以，只是不知道是因為for這個字的長度比較短，還是因為for這個字的意思和這種操作比較配，在這種時候for迴圈比其它迴圈常用得多）。

對於遍歷數組，這個循環一般是採取這樣的寫法：

清單1：遍歷數組的傳統方式

 /* 建立一个数组 */
 int[] integers = {1， 2， 3， 4};
 /* 开始遍历 */
 for (int j = 0; j < integers.length; j++) {
     int i = integers[j];
     System.out.println(i);
 }

而對於遍歷Collection對象，這個循環則通常是採用這樣的形式：

而對於遍歷Collection對象，這個循環則通常是採用這樣的形式：

清單2：遍歷2：遍歷2：遍歷Collection物件的傳統方式

/* 建立一个Collection */
 String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"};
 Collection stringList = java.util.Arrays.asList(strings);
 /* 开始遍历 */
 for (Iterator itr = stringList.iterator(); itr.hasNext();) {
     Object str = itr.next();
     System.out.println(str);
 }

而在Java語言的最新版本――J2SE 1.5中，引入了另一種形式的for循環。借助這種形式的for循環，現在可以用一種更簡單地方式來進行遍歷的工作。

 1、 第二種for迴圈

不嚴格的說，Java的第二種for循環基本上是這樣的格式：

 for (循環變數類型循環變數名稱: 要被來歷的物件)  循環體

藉由這個語法，遍歷一個陣列的操作就可以採取這樣的寫法：

清單3：遍歷陣列的簡單方式

 /* 建立一个数组 */
 int[] integers = {1， 2， 3， 4};

 /* 开始遍历 */
 for (int i : integers) {
     System.out.println(i); /* 依次输出“1”、“2”、“3”、“4” */
 }

這裡所用的for循環，會在編譯期間被看成是這樣的形式：

清單4：遍歷陣列的簡單方式的等價程式碼

 /* 建立一个数组 */
 int[] integers = {1， 2， 3， 4};

 /* 开始遍历 */
 for (int 变量名甲 = 0; 变量名甲 < integers.length; 变量名甲++) {
     System.out.println(integers[变量名甲]); /* 依次输出“1”、“2”、“3”、“4” */
 }

這裡的「變數名甲」是一個由編譯器自動產生的不會造成混亂的名字。

而遍歷一個Collection的操作也就可以採用這樣的寫法：

清單5：遍歷Collection的簡單方式

 /* 建立一个Collection */
 String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"};
 Collection list = java.util.Arrays.asList(strings);

 /* 开始遍历 */
 for (Object str : list) {
     System.out.println(str); /* 依次输出“A”、“B”、“C”、“D” */
 }

這裡所用的for循環，則會在編譯期間被看成是這樣的形式：

清單6：遍歷Collection的簡單方式的等價程式碼

 /* 建立一个Collection */
 String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"};
 Collection stringList = java.util.Arrays.asList(strings);

 /* 开始遍历 */
 for (Iterator 变量名乙 = list.iterator(); 变量名乙.hasNext();) {
     Object str = 变量名乙.next();
     System.out.println(str); /* 依次输出“A”、“B”、“C”、“D” */
 }

這裡的「變數名稱乙」也是編譯器自動產生的不會造成混亂的名字。

因為在編譯期間，J2SE 1.5的編譯器會把這種形式的for循環，看成是對應的傳統形式，所以不必擔心出現效能方面的問題。

不用「foreach」和「in」的原因

Java採用「for」（而不是意義更明確的「foreach」）來引導這種一般被叫做「for-each循環」的循環，並使用「: 」（而非意義更明確的「in」）來分割循環變數名稱和要被遍歷的物件。這樣作的主要原因，是為了避免因為引入新的關鍵字，造成兼容性方面的問題――在Java語言中，不允許把關鍵字當作變數名來使用，雖然使用「foreach」這名字的情況不是非常多，但是「in」卻是常用來表示輸入流的名字（例如java.lang.System類別裡，就有一個名字叫做「in」的static屬性，表示「標準輸入流」）。

的確可以透過巧妙的設計語法，讓關鍵字只在特定的上下文中有特殊的含義，來允許它們也作為普通的標識符來使用。不過這種會使語法變得複雜的策略，並沒有廣泛的採用。

 「for-each循環」的悠久歷史

「for-each循環」並不是最近才出現的控制結構。在1979正式發布的Bourne shell（第一個成熟的UNIX命令解釋器）裡就已經包含了這個控制結構（循環用“for”和“in”來引導，循環體則用“do”和“done 」來標識）。

2、防止在循環體裡修改循環變數

在預設情況下，編譯器是允許在第二種for迴圈的循環體裡，對循環變數重新賦值的。不過，因為這種做法對循環體外面的情況絲毫沒有影響，又容易造成理解程式碼時的困難，所以一般不建議使用。

Java提供了一種機制，可以在編譯期間就把這樣的操作封鎖。具體的方法，是在循環變數類型前面加上一個“final”修飾符。這樣一來，在循環體裡對循環變數進行賦值，就會導致一個編譯錯誤。借助這機制，就可以有效的杜絕有意或無意的進行「在循環體裡修改循環變數」的操作了。

清單7：禁止重新賦值

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清单10：使用和要被遍历的Collection中的元素相同类型的循环变量
Collection< String> strings = new ArrayList< String>();
 strings.add("A");
 strings.add("B");
 strings.add("C");
 strings.add("D");
 for (String str : integers) {
     System.out.println(str); /* 依次输出“A”、“B”、“C”、“D” */
 }

循环变量的类型可以是要被遍历的对象中的元素的上级类型。例如，用int型的循环变量来遍历一个byte[]型的数组，用Object型的循环变量来遍历一个Collection< String>（全部元素都是String的Collection）等。

清单11：使用要被遍历的对象中的元素的上级类型的循环变量
 String[] strings = {"A"， "B"， "C"， "D"};
 Collection< String> list = java.util.Arrays.asList(strings);
 for (Object str : list) {
     System.out.println(str);/* 依次输出“A”、“B”、“C”、“D” */
 }

循环变量的类型可以和要被遍历的对象中的元素的类型之间存在能自动转换的关系。J2SE 1.5中包含了“Autoboxing/Auto-Unboxing”的机制，允许编译器在必要的时候，自动在基本类型和它们的包裹类（Wrapper Classes）之间进行转换。因此，用Integer型的循环变量来遍历一个int[]型的数组，或者用byte型的循环变量来遍历一个Collection< Byte>，也是可行的。

清单12：使用能和要被遍历的对象中的元素的类型自动转换的类型的循环变量
 int[] integers = {1， 2， 3， 4};
 for (Integer i : integers) {
     System.out.println(i); /* 依次输出“1”、“2”、“3”、“4” */
 }

注意，这里说的“元素的类型”，是由要被遍历的对象的决定的――如果它是一个Object[]型的数组，那么元素的类型就是Object，即使里面装的都是String对象也是如此。

可以限定元素类型的Collection

截至到J2SE 1.4为止，始终无法在Java程序里限定Collection中所能保存的对象的类型――它们全部被看成是最一般的Object对象。一直到J2SE 1.5中，引入了“泛型（Generics）”机制之后，这个问题才得到了解决。现在可以用Collection< T>来表示全部元素类型都是T的Collection。

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