Java foreach用法

一、foreach概述

Java foreach用於遍曆數組或集合，它提供了一種更加簡潔、優雅的方式來遍歷集合或數組。迭代器雖然也可以遍歷，但是foreach語句更加直觀。

二、foreach用法

foreach語句的基本語法如下所示：

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

在上面的語法中，variable是一個新的局部變數，它的類型與array中的元素類型相同；array是一個數組或者一個實現了Iterable介面的集合。foreach語句會遍歷array中的元素，並且將每個元素賦值給variable，在循環中我們通過variable來訪問當前的元素。

三、遍曆數組

下面是一個遍曆數組的代碼示例：

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

在上面的代碼中，我們定義了一個數組numbers，然後使用foreach語句遍曆數組中的每個元素。在遍歷過程中，我們將每個元素賦值給變數number，然後將number列印出來。

四、遍歷集合

下面是一個遍歷集合的代碼示例：

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

在上面的代碼中，我們定義了一個List集合names，然後使用foreach語句遍歷集合中的每個元素。在遍歷過程中，我們將每個元素賦值給變數name，然後將name列印出來。

五、foreach遍歷多維數組

foreach循環可以遍歷多維數組，在遍歷時我們需要採用嵌套的方式來遍歷多維數組中的元素。下面是一個遍歷二維數組的代碼示例：

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 

在上面的代碼中，我們定義了一個二維數組numbers，然後使用兩個foreach語句嵌套遍曆數組中的每個元素。在其中一個foreach語句中，我們將每個行數組賦值給變數row；在另一個foreach語句中，我們將行數組中的每個數字賦值給變數number，然後將number列印出來。

六、foreach局限性

在使用foreach語句時，我們需要注意它有一些局限性。一方面，foreach只能用於遍曆數組和實現Iterable介面的集合，它不能遍歷其他類型的集合；另一方面，foreach語句只能訪問集合中的元素，不能修改集合中的元素。例如，下面的代碼在編譯時會報錯：

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

以上代碼中，我們使用foreach語句遍歷names集合中的每個元素，如果元素值為”Bob”，則調用remove()方法刪除這個元素。然而，在運行此代碼時，會拋出ConcurrentModificationException異常，因為我們同時在讀取和修改同一集合。

七、遍歷方式的性能比較

在Java中，有多種遍歷集合或數組的方式，其中foreach語句是一種性能較高、適用範圍廣的遍歷方式，它比普通for循環和迭代器遍歷的速度更快。下面是一個遍歷集合的性能比較示例：

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);

在上面的代碼中，我們測試了使用foreach、普通for循環和迭代器遍歷集合所需要的時間。對於100萬個元素的集合，使用foreach遍歷集合所需要的時間最短。

八、總結

Java foreach語句提供了一種簡潔、優雅的遍歷方式，可以應用於遍曆數組和實現Iterable介面的集合。foreach語句的局限性包括不能遍歷其他類型的集合，以及不能修改集合中的元素。儘管有一定的局限性，但foreach語句依然是一種性能較高、適用範圍廣的遍歷方式。