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Java中的增強(qiáng)for循環(huán)(foreach)的實(shí)現(xiàn)原理與坑

在JAVA中,遍歷集合和數(shù)組一般有以下三種形式:

 
 
  1. for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
  2.     System.out.print(list.get(i) + ","); 
  3.  
  4. Iterator iterator = list.iterator(); 
  5. while (iterator.hasNext()) { 
  6.     System.out.print(iterator.next() + ","); 
  7.  
  8. for (Integer i : list) { 
  9.     System.out.print(i + ","); 

***種是普通的for循環(huán)遍歷、第二種是使用迭代器進(jìn)行遍歷,第三種我們一般稱(chēng)之為增強(qiáng)for循環(huán)(for each)。

可以看到,第三種形式是JAVA提供的語(yǔ)法糖,這里我們剖洗一下,這種增強(qiáng)for循環(huán)底層是如何實(shí)現(xiàn)的。

我們對(duì)以下代碼進(jìn)行反編譯:

 
 
  1. for (Integer i : list) { 
  2.      System.out.println(i); 
  3.  } 

反編譯后:

 
 
  1. Integer i; 
  2.    for(Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(i)){ 
  3.        i = (Integer)iterator.next();         
  4.    } 

反編譯后的代碼其實(shí)比較復(fù)雜,我們按照?qǐng)?zhí)行順序拆解一下:

  • Integer i; 定義一個(gè)臨時(shí)變量i
  • Iterator iterator = list.iterator(); 獲取List的迭代器
  • iterator.hasNext(); 判斷迭代器中是否有未遍歷過(guò)的元素
  • i = (Integer)iterator.next(); 獲取***個(gè)未遍歷的元素,賦值給臨時(shí)變量i
  • System.out.println(i) 輸出臨時(shí)變量i的值

如此循環(huán)往復(fù),直到遍歷完List中的所有元素。

通過(guò)反編譯,我們看到,其實(shí)JAVA中的增強(qiáng)for循環(huán)底層是通過(guò)迭代器模式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

既然增強(qiáng)for循環(huán)通過(guò)迭代器實(shí)現(xiàn),那么必然有迭代器的特性。在Java中的fail-fast機(jī)制中有介紹過(guò)。在使用迭代器遍歷元素的時(shí)候,在對(duì)集合進(jìn)行刪除的時(shí)候一定要注意,使用不當(dāng)有可能發(fā)生ConcurrentModificationException,如以下代碼:

 
 
  1. for (Student stu : students) {     
  2.     if (stu.getId() == 2)      
  3.         students.remove(stu);     

會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常。

Iterator是工作在一個(gè)獨(dú)立的線(xiàn)程中,并且擁有一個(gè) mutex 鎖。 Iterator被創(chuàng)建之后會(huì)建立一個(gè)指向原來(lái)對(duì)象的單鏈索引表,當(dāng)原來(lái)的對(duì)象數(shù)量發(fā)生變化時(shí),這個(gè)索引表的內(nèi)容不會(huì)同步改變,所以當(dāng)索引指針往后移動(dòng)的時(shí)候就找不到要迭代的對(duì)象,所以按照 fail-fast 原則 Iterator 會(huì)馬上拋出java.util.ConcurrentModificationException異常。

所以 Iterator 在工作的時(shí)候是不允許被迭代的對(duì)象被改變的。但你可以使用 Iterator 本身的方法 remove() 來(lái)刪除對(duì)象,Iterator.remove() 方法會(huì)在刪除當(dāng)前迭代對(duì)象的同時(shí)維護(hù)索引的一致性。

正確的在遍歷的同時(shí)刪除元素的姿勢(shì):

 
 
  1. Iterator stuIter = students.iterator();     
  2. while (stuIter.hasNext()) {     
  3.     Student student = stuIter.next();     
  4.     if (student.getId() == 2)     
  5.         stuIter.remove();//這里要使用Iterator的remove方法移除當(dāng)前對(duì)象,如果使用List的remove方法,則同樣會(huì)出現(xiàn)ConcurrentModificationException     

 【本文是專(zhuān)欄作者Hollis的原創(chuàng)文章,作者微信公眾號(hào)Hollis(ID:hollischuang)】


標(biāo)題名稱(chēng):Java中的增強(qiáng)for循環(huán)(foreach)的實(shí)現(xiàn)原理與坑
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