Java foreach用法

一、foreach概述

Java foreach用于遍历数组或集合，它提供了一种更加简洁、优雅的方式来遍历集合或数组。迭代器虽然也可以遍历，但是foreach语句更加直观。

二、foreach用法

foreach语句的基本语法如下所示：

for ( variable : array ) {
    // code block to be executed
}

在上面的语法中，variable是一个新的局部变量，它的类型与array中的元素类型相同；array是一个数组或者一个实现了Iterable接口的集合。foreach语句会遍历array中的元素，并且将每个元素赋值给variable，在循环中我们通过variable来访问当前的元素。

三、遍历数组

下面是一个遍历数组的代码示例：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int number : numbers) {
    System.out.print(number + " ");
}
// Output: 1 2 3 4 5

在上面的代码中，我们定义了一个数组numbers，然后使用foreach语句遍历数组中的每个元素。在遍历过程中，我们将每个元素赋值给变量number，然后将number打印出来。

四、遍历集合

下面是一个遍历集合的代码示例：

List names = new ArrayList();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");
for (String name : names) {
    System.out.print(name + " ");
}
// Output: Alice Bob Charlie

在上面的代码中，我们定义了一个List集合names，然后使用foreach语句遍历集合中的每个元素。在遍历过程中，我们将每个元素赋值给变量name，然后将name打印出来。

五、foreach遍历多维数组

foreach循环可以遍历多维数组，在遍历时我们需要采用嵌套的方式来遍历多维数组中的元素。下面是一个遍历二维数组的代码示例：

int[][] numbers = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
for (int[] row : numbers) {
    for (int number : row) {
        System.out.print(number + " ");
    }
    System.out.println();
}
// Output: 1 2 3 
//         4 5 6 
//         7 8 9 

在上面的代码中，我们定义了一个二维数组numbers，然后使用两个foreach语句嵌套遍历数组中的每个元素。在其中一个foreach语句中，我们将每个行数组赋值给变量row；在另一个foreach语句中，我们将行数组中的每个数字赋值给变量number，然后将number打印出来。

六、foreach局限性

在使用foreach语句时，我们需要注意它有一些局限性。一方面，foreach只能用于遍历数组和实现Iterable接口的集合，它不能遍历其他类型的集合；另一方面，foreach语句只能访问集合中的元素，不能修改集合中的元素。例如，下面的代码在编译时会报错：

List names = new ArrayList();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
for (String name : names) {
    if (name.equals("Bob")) {
        names.remove(name);
    }
}

以上代码中，我们使用foreach语句遍历names集合中的每个元素，如果元素值为”Bob”，则调用remove()方法删除这个元素。然而，在运行此代码时，会抛出ConcurrentModificationException异常，因为我们同时在读取和修改同一集合。

七、遍历方式的性能比较

在Java中，有多种遍历集合或数组的方式，其中foreach语句是一种性能较高、适用范围广的遍历方式，它比普通for循环和迭代器遍历的速度更快。下面是一个遍历集合的性能比较示例：

List numbers = new ArrayList();
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    numbers.add(i);
}
long startTime = System.nanoTime();
for (Integer number : numbers) {
    int value = number * 2;
}
long endTime = System.nanoTime();
long duration = endTime - startTime;
System.out.println("Foreach Time: " + duration);

startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < numbers.size(); i++) {
    int value = numbers.get(i) * 2;
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("For Time: " + duration);

Iterator iterator = numbers.iterator();
startTime = System.nanoTime();
while (iterator.hasNext()) {
    int value = iterator.next() * 2;
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("Iterator Time: " + duration);

在上面的代码中，我们测试了使用foreach、普通for循环和迭代器遍历集合所需要的时间。对于100万个元素的集合，使用foreach遍历集合所需要的时间最短。

八、总结

Java foreach语句提供了一种简洁、优雅的遍历方式，可以应用于遍历数组和实现Iterable接口的集合。foreach语句的局限性包括不能遍历其他类型的集合，以及不能修改集合中的元素。尽管有一定的局限性，但foreach语句依然是一种性能较高、适用范围广的遍历方式。