Foreach 与常见的 for 循环答案

【问题标题】：Foreach vs common for loopForeach 与常见的 for 循环
【发布时间】：2013-09-13 14:02:37
【问题描述】：

我刚开始学习 Java，我遇到的第一件事是 foreach 循环，我做的第一件事是不知道它是如何工作的：

int[] array = new int [10];
for (int i: array){
    i = 1;
}

显然未能将1 分配给数组的每个元素。然后我在循环体中添加了System.out.print(i);（在i = 1; 之后），并看到屏幕的输出是1111111111，但是由于在循环内使用i 做某事是有效的，所以i 很可能是数组的每个元素的副本，不是吗？（第一个问题）

如果上述情况属实，这是否意味着 foreach 循环比普通 for 循环慢得多，因为它涉及复制数组的每个元素？或者由于Java 没有指针和指针算法，oprator[] 可能以其他“糟糕”的方式设计，复制每个元素实际上更快？

如果上述假设成立，为什么要使用明显较慢的foreach 循环而不是普通的for循环？

简而言之，问题：

i 是array 的每个元素的副本吗？如果不是那是什么那么呢？
foreach 循环不是比普通循环慢吗？如果没有，如何那么“糟糕”是operator[] 设计的吗？
除了可读性之外，在foreach 循环中获胜没有别的了吗？

【问题讨论】：

标签： java foreach

【解决方案1】：

在代码中

for (int i: array){

您声明了一个变量i，它在每次循环迭代时获取数组中下一个元素的值，它不是对该元素的引用。

在

i = 1;

您将新值分配给变量，而不是数组中的元素。

您不能直接使用 foreach 循环设置数组元素的值。为此使用普通的for 循环

for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    array[i] = ...; // some value
}

在上面的示例中，您使用声明的变量i 作为数组中元素的索引。

array[i]

正在访问您可以修改其值的元素本身。

Ans 显然未能将 1 分配给数组的每个元素。我添加 System.out.print(i);到循环的主体，看到屏幕的输出是 1111111111 但因为我在做某事循环内部是有效的，很可能 i 是每个元素的副本数组，不是吗？（第一个问题）

你必须把System.out.print(i)放在i = 1之后，否则你会得到0000000。

如果上述情况属实，这是否意味着 foreach 循环很多比常见的 for 循环慢，因为它涉及复制数组的每个元素？或者因为 Java 没有指针和指针算法，操作符 [] 可以设计成其他的复制每个元素实际上更快的“糟糕”时尚？

查看here 以了解 foreach 循环的工作原理。对于数组，

for (int i: array){
    i = 1;
}

等价于

for (int index = 0; index < array.length; index++) {
    int i = array[index];
    i = 1;
}

所以它并不慢。您正在堆栈上进行另一项原始创建。

这取决于实现。对于数组，它不会以任何方式变慢。它只是用于不同的目的。

为什么要使用明显较慢的 foreach 循环而不是普通循环循环？

一个原因是可读性。另一个是当您不关心更改数组的元素引用，而是使用当前引用时。

以引用类型为例

public class Foo {
    public int a;
}

Foo[] array = new Foo[3];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    array[i] = new Foo();
    array[i].a = i * 17;
}

for (Foo foo : array) {
    foo.a = 0; // sets the value of `a` in each Foo object
    foo = new Foo(); // create new Foo object, but doesn't replace the one in the array
}

对于原始类型，这样的事情是行不通的。

for (int index = 0; index < array.length; index++) { 
    int i = array[index];
    i = 1; // doesn't change array[index]
}

【讨论】：

我知道。这不是我的问题。
@AlexandruBarbarosie 看看实际答案。
@AlexandruBarbarosie 我已经突出显示了我的答案。
所以i 是数组中每个元素的副本？查看您提供链接的问答并假设在每个foreach 循环的背景中调用i.next();，它确实使它变慢。您还说“它并没有以任何方式变慢”，那么：它更快吗？那么 [] 设计得有多糟糕，使用 [] 运算符制作副本更快访问元素？除了可读性之外，没有什么能在 foreach 循环中获胜了？
@AlexandruBarbarosie i 保存数组中每个元素的值的副本。更改 i 不会更改元素。我已经用等效的转换更新了我的答案。如果您只想使用数组的值而不是更改它们，请使用 foreach 循环。

【解决方案2】：

来自 Joshua Bloch 在 Effective Java 中的第 46 条：

1.5 版中引入的 for-each 循环消除了混乱以及隐藏迭代器或索引变量的错误机会完全地。由此产生的习语同样适用于集合和数组：
// The preferred idiom for iterating over collections and arrays
for (Element e : elements) {
    doSomething(e);
}
当您看到冒号 (:) 时，将其读作“in”。因此，上面的循环读作“对于元素中的每个元素 e”。请注意，没有使用 for-each 循环的性能损失，即使对于数组也是如此。在事实上，它可能比普通的在某些情况下循环，因为它计算数组的限制只索引一次。虽然你可以手动完成（第 45 项），但程序员不要总是这样做。

优势

可读性

它增加了抽象级别 - 而不必表达如何循环列表的低级细节或数组（带有索引或迭代器），开发人员只需声明他们想要循环，剩下的事情由语言来处理。

缺点：

无法访问索引或删除项目。

总结一下，

增强的 for 循环提供

一种简洁的高级语法，用于遍历列表或数组

1.1 提高清晰度

1.2 可读性。

但是，它错过了：允许访问索引循环或删除项目。

【讨论】：

【解决方案3】：

通过引用设置值不起作用，因为int 是原始类型。对于任何类型的 Object[] 都可以。制作原始类型的副本非常快，并且会在您不知道的情况下由处理器完成很多次。

foreach 循环更易读，但也更易写。一个常见的程序员错误是：

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    for(int j = 0; j < 10; i++) //oops, incrementing wrong variable!
    {
        //this will not execute as expected
    }
}

使用foreach 循环是不可能出现此错误的。

【讨论】：

它也不适用于引用类型。您将只是更改变量的引用。
好点，取决于你在做什么。如果是AtomicInteger[]，而你在他们身上打电话给set，他们就会改变。
这就是区别：调用方法或访问字段并实际重新分配引用/变量。

【解决方案4】：

for 语句还有另一种形式，专为通过集合和数组进行迭代而设计。这种形式有时被称为增强的 for 语句，可用于使您的循环更加紧凑和易于阅读。 ^{http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/for.html}

所以，你是对的。可读性是这里的主要胜利。有关 for each 循环或增强型 for 循环的更多信息，请访问blog entry from oralce。

for each 使用了Iterable<E> 接口的功能，因此性能取决于实现。

【讨论】：