Вопрос: Как работает цикл Java для каждого цикла?


Рассматривать:

List<String> someList = new ArrayList<String>();
// add "monkey", "donkey", "skeleton key" to someList
for (String item : someList) {
    System.out.println(item);
}

Что эквивалентно forпетля выглядят без использования для каждого синтаксис?


1174


источник


Ответы:


for (Iterator<String> i = someIterable.iterator(); i.hasNext();) {
    String item = i.next();
    System.out.println(item);
}

Обратите внимание, что если вам нужно использовать i.remove();в вашем цикле или каким-либо образом получить доступ к фактическому итератору, вы не можете использовать for ( : )идиома, поскольку фактический итератор просто выведен.

Как отметил Денис Буэно, этот код работает для любого объекта, который реализует Iterableинтерфейс ,

Кроме того, если правая часть for (:)идиома - это arrayа не Iterableобъект, внутренний код использует индексный индекс int и проверяет array.lengthвместо. См. Спецификация языка Java ,


947



Конструкция для каждого также применим для массивов. например

String[] fruits = new String[] { "Orange", "Apple", "Pear", "Strawberry" };

for (String fruit : fruits) {
    // fruit is an element of the `fruits` array.
}

который по существу эквивалентен

for (int i = 0; i < fruits.length; i++) {
    String fruit = fruits[i];
    // fruit is an element of the `fruits` array.
}

Итак, общее резюме:
[Nsayer] Ниже приведена более длинная форма происходящего:

for(Iterator<String> i = someList.iterator(); i.hasNext(); ) {
  String item = i.next();
  System.out.println(item);
}

Обратите внимание, что если вам нужно использовать   i.remove (); в вашем цикле или доступ   фактический итератор каким-то образом, вы   не может использовать for (:) идиому, поскольку   фактический Итератор - это просто   случайны.

[Денис Буено]

Это подразумевается ответом nsayer, но   стоит отметить, что OP для (..)   синтаксис будет работать, когда «someList»   все, что реализует   java.lang.Iterable - у него нет   быть списком или какой-либо коллекцией из   java.util. Даже ваши собственные типы,   поэтому можно использовать с этим   синтаксис.


407



Вот ответ, который не предполагает знания Java Iterators. Он менее точен, но он полезен для образования.

Во время программирования мы часто пишем код, который выглядит следующим образом:

char[] grades = ....
for(int i = 0; i < grades.length; i++) {   // for i goes from 0 to grades.length
    System.out.print(grades[i]);           // Print grades[i]
}

Синтаксис foreach позволяет записать этот общий шаблон более естественным и менее синтаксически шумным способом.

for(char grade : grades) {   // foreach grade in grades
    System.out.print(grade); // print that grade
}

Кроме того, этот синтаксис действителен для таких объектов, как списки или наборы, которые не поддерживают индексирование массива, но которые реализуют интерфейс Java Iterable.


117



foreachпетля , добавлено в Java 5 (также называемый «усиленным циклом»), эквивалентен использованию java.util.IteratorСинтаксический сахар - это то же самое. Поэтому при чтении каждого элемента один за другим и по порядку foreachвсегда следует выбирать над итератором, поскольку он более удобен и краток.

для каждого

for(int i : intList) {
   System.out.println("An element in the list: " + i);
}

Итератор

Iterator<Integer> intItr = intList.iterator();
while(intItr.hasNext()) {
   System.out.println("An element in the list: " + intItr.next());
}

Бывают ситуации, когда вы должны использовать Iteratorнепосредственно. Например, попытка удалить элемент при использовании foreachможет (будет?) привести к ConcurrentModificationException,

foreachпротив for: Основные отличия

Единственное практическое различие между forа также foreachзаключается в том, что в случае индексируемых объектов у вас нет доступа к индексу. Пример, когда основной forтребуется цикл:

for(int i = 0; i < array.length; i++) {
   if(i < 5) {
      // Do something special
   }  else {
      // Do other stuff
   }
}

Хотя вы можете вручную создать отдельную индексную переменную int с переменной foreach,

int idx = -1;
for(int i : intArray) {
   idx++;
   ...
}

это не рекомендуется, поскольку Объем переменного не является идеальным, а основное forloop - это просто стандартный и ожидаемый формат для этого варианта использования.

foreachпротив for: Представление

При доступе к коллекциям foreachявляется значительно быстрее чем основной forдоступ к массиву цикла. Однако при доступе к массивам - по крайней мере с примитивными и оберточными массивами - доступ через индексы значительно быстрее.

Сроки разницы между итератором и доступом к индексу для примитивных int-массивов

Индексы 23- 40 быстрее, чем итераторы при доступе intили Integerмассивы. Вот результат из класса тестирования в нижней части этого сообщения, который суммирует числа в массиве primitive-int из 100 элементов (A - это итератор, B - индекс):

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntArray 1000000
Test A: 358,597,622 nanoseconds
Test B: 269,167,681 nanoseconds
B faster by 89,429,941 nanoseconds (24.438799231635727% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntArray 1000000
Test A: 377,461,823 nanoseconds
Test B: 278,694,271 nanoseconds
B faster by 98,767,552 nanoseconds (25.666236154695838% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntArray 1000000
Test A: 288,953,495 nanoseconds
Test B: 207,050,523 nanoseconds
B faster by 81,902,972 nanoseconds (27.844689860906513% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntArray 1000000
Test A: 375,373,765 nanoseconds
Test B: 283,813,875 nanoseconds
B faster by 91,559,890 nanoseconds (23.891659337194227% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntArray 1000000
Test A: 375,790,818 nanoseconds
Test B: 220,770,915 nanoseconds
B faster by 155,019,903 nanoseconds (40.75164734599769% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntArray 1000000
Test A: 326,373,762 nanoseconds
Test B: 202,555,566 nanoseconds
B faster by 123,818,196 nanoseconds (37.437545972215744% faster)

Я также запустил это для Integerмассив и индексы по-прежнему остаются явным победителем, но только от 18 до 25 процентов быстрее.

Для коллекций итераторы быстрее индексов

Для Listиз Integers, однако, итераторы - явный победитель. Просто измените int-array в тестовом классе на:

List<Integer> intList = Arrays.asList(new Integer[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100});

И внесите необходимые изменения в тестовую функцию ( int[]в List<Integer>, lengthв size(), и т.д.):

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntegerList 1000000
Test A: 3,429,929,976 nanoseconds
Test B: 5,262,782,488 nanoseconds
A faster by 1,832,852,512 nanoseconds (34.326681820485675% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntegerList 1000000
Test A: 2,907,391,427 nanoseconds
Test B: 3,957,718,459 nanoseconds
A faster by 1,050,327,032 nanoseconds (26.038700083921256% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntegerList 1000000
Test A: 2,566,004,688 nanoseconds
Test B: 4,221,746,521 nanoseconds
A faster by 1,655,741,833 nanoseconds (38.71935684115413% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntegerList 1000000
Test A: 2,770,945,276 nanoseconds
Test B: 3,829,077,158 nanoseconds
A faster by 1,058,131,882 nanoseconds (27.134122749113843% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntegerList 1000000
Test A: 3,467,474,055 nanoseconds
Test B: 5,183,149,104 nanoseconds
A faster by 1,715,675,049 nanoseconds (32.60101667104192% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntList 1000000
Test A: 3,439,983,933 nanoseconds
Test B: 3,509,530,312 nanoseconds
A faster by 69,546,379 nanoseconds (1.4816434912159906% faster)

[C:\java_code\]java TimeIteratorVsIndexIntList 1000000
Test A: 3,451,101,466 nanoseconds
Test B: 5,057,979,210 nanoseconds
A faster by 1,606,877,744 nanoseconds (31.269164666060377% faster)

В одном тесте они почти эквивалентны, но с коллекциями выигрывает итератор.

* Это сообщение основано на двух ответах, которые я написал в «Переполнение стека»:

Дополнительная информация: Что более эффективно, для каждого цикла или для итератора?

Полный класс тестирования

Я создал этот класс compare-the-time-it-take-to-do-any-two-things после чтения этот вопрос при переполнении стека:

import  java.text.NumberFormat;
import  java.util.Locale;

/**
   &lt;P&gt;{@code java TimeIteratorVsIndexIntArray 1000000}&lt;/P&gt;

   @see  &lt;CODE&gt;&lt;A HREF=&quot;https://stackoverflow.com/questions/180158/how-do-i-time-a-methods-execution-in-java&quot;&gt;https://stackoverflow.com/questions/180158/how-do-i-time-a-methods-execution-in-java&lt;/A&gt;&lt;/CODE&gt;
 **/
public class TimeIteratorVsIndexIntArray {

    public static final NumberFormat nf = NumberFormat.getNumberInstance(Locale.US);

    public static final void main(String[] tryCount_inParamIdx0) {
        int testCount;

        // Get try-count from a command-line parameter
        try {
           testCount = Integer.parseInt(tryCount_inParamIdx0[0]);
        }
        catch(ArrayIndexOutOfBoundsException | NumberFormatException x) {
           throw  new IllegalArgumentException("Missing or invalid command line parameter: The number of testCount for each test. " + x);
        }

        //Test proper...START
        int[] intArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100};

        long lStart = System.nanoTime();
        for(int i = 0; i < testCount; i++) {
           testIterator(intArray);
        }

        long lADuration = outputGetNanoDuration("A", lStart);

        lStart = System.nanoTime();
        for(int i = 0; i < testCount; i++) {
           testFor(intArray);
        }

        long lBDuration = outputGetNanoDuration("B", lStart);

        outputGetABTestNanoDifference(lADuration, lBDuration, "A", "B");
    }

    private static final void testIterator(int[] int_array) {
       int total = 0;
       for(int i = 0; i < int_array.length; i++) {
          total += int_array[i];
       }
    }

    private static final void testFor(int[] int_array) {
       int total = 0;
       for(int i : int_array) {
          total += i;
       }
    }
    //Test proper...END

    //Timer testing utilities...START
    public static final long outputGetNanoDuration(String s_testName, long l_nanoStart) {
        long lDuration = System.nanoTime() - l_nanoStart;
        System.out.println("Test " + s_testName + ": " + nf.format(lDuration) + " nanoseconds");
        return  lDuration;
    }

    public static final long outputGetABTestNanoDifference(long l_aDuration, long l_bDuration, String s_aTestName, String s_bTestName) {
        long lDiff = -1;
        double dPct = -1.0;
        String sFaster = null;
        if(l_aDuration > l_bDuration) {
            lDiff = l_aDuration - l_bDuration;
            dPct = 100.00 - (l_bDuration * 100.0 / l_aDuration + 0.5);
            sFaster = "B";
        }
        else {
            lDiff = l_bDuration - l_aDuration;
            dPct = 100.00 - (l_aDuration * 100.0 / l_bDuration + 0.5);
            sFaster = "A";
        }
        System.out.println(sFaster + " faster by " + nf.format(lDiff) + " nanoseconds (" + dPct + "% faster)");
        return  lDiff;
   }

   //Timer testing utilities...END

}

110



The for-each loop in Java uses the underlying iterator mechanism. So it's identical to the following:

Iterator<String> iterator = someList.iterator();

while (iterator.hasNext()) {
  String item = iterator.next();
  System.out.println(item);
}

33



In Java 8 features you can use this:

List<String> messages = Arrays.asList("First", "Second", "Third");

void forTest(){
    messages.forEach(System.out::println);
}

Output

First
Second
Third

20



It's implied by nsayer's answer, but it's worth noting that the OP's for(..) syntax will work when "someList" is anything that implements java.lang.Iterable -- it doesn't have to be a list, or some collection from java.util. Even your own types, therefore, can be used with this syntax.


18



A foreach loop syntax is:

for (type obj:array) {...}

Example:

String[] s = {"Java", "Coffe", "Is", "Cool"};
for (String str:s /*s is the array*/) {
    System.out.println(str);
}

Output:

Java
Coffe
Is
Cool

WARNING: You can access array elements with the foreach loop, but you can NOT initialize them. Use the original for loop for that.

WARNING: You must match the type of the array with the other object.

for (double b:s) // Invalid-double is not String

If you want to edit elements, use the original for loop like this:

for (int i = 0; i < s.length-1 /*-1 because of the 0 index */; i++) {
    if (i==1) //1 because once again I say the 0 index
        s[i]="2 is cool";
    else
        s[i] = "hello";
}

Now if we dump s to the console, we get:

hello
2 is cool
hello
hello

17



The Java "for-each" loop construct will allow iteration over two types of objects:

  • T[] (arrays of any type)
  • java.lang.Iterable<T>

The Iterable<T> interface has only one method: Iterator<T> iterator(). This works on objects of type Collection<T> because the Collection<T> interface extends Iterable<T>.


16



The concept of a foreach loop as mentioned in Wikipedia is highlighted below:

Unlike other for loop constructs, however, foreach loops usually maintain no explicit counter: they essentially say "do this to everything in this set", rather than "do this x times". This avoids potential off-by-one errors and makes code simpler to read.

So the concept of a foreach loop describes that the loop does not use any explicit counter which means that there is no need of using indexes to traverse in the list thus it saves user from off-by-one error. To describe the general concept of this off-by-one error, let us take an example of a loop to traverse in a list using indexes.

// In this loop it is assumed that the list starts with index 0
for(int i=0; i<list.length; i++){

}

But suppose if the list starts with index 1 then this loop is going to throw an exception as it will found no element at index 0 and this error is called an off-by-one error. So to avoid this off-by-one error the concept of a foreach loop is used. There may be other advantages too, but this is what I think is the main concept and advantage of using a foreach loop.


13



As defined in JLS for-each loop can have two forms:

  1. If the type of Expression is a subtype of Iterable then translation is as:

    List<String> someList = new ArrayList<String>();
    someList.add("Apple");
    someList.add("Ball");
    for (String item : someList) {
        System.out.println(item);
    }
    
    // IS TRANSLATED TO:
    
    for(Iterator<String> stringIterator = someList.iterator(); stringIterator.hasNext(); ) {
        String item = stringIterator.next();
        System.out.println(item);
    }
    
  2. If the Expression necessarily has an array type T[] then:

    String[] someArray = new String[2];
    someArray[0] = "Apple";
    someArray[1] = "Ball";
    
    for(String item2 : someArray) {
        System.out.println(item2);
    }
    
    // IS TRANSLATED TO:
    for (int i = 0; i < someArray.length; i++) {
        String item2 = someArray[i];
        System.out.println(item2);
    }
    

Java 8 has introduced streams which perform generally better. We can use them as:

someList.stream().forEach(System.out::println);
Arrays.stream(someArray).forEach(System.out::println);

12



for (Iterator<String> itr = someList.iterator(); itr.hasNext(); ) {
   String item = itr.next();
   System.out.println(item);
}

9