List.foreach詳解

一、List.foreach數據表

List.foreach是Scala集合庫中非常常用的方法，在列表、數組、集合等數據結構上都得到了廣泛應用。這個方法非常重要，因此我們建立一張表格來展示List.foreach在不同數據結構上的表現：

二、List.foreach和for循環

Scala中也可以使用for循環對列表進行迭代，然而使用List.foreach方法要比for循環更為簡潔、優美。下面是一個簡單的示例：

val list = List(1, 2, 3, 4, 5)
list.foreach(e => println(e))
for (e <- list) println(e)

list.foreach(e => println(e))的意思是對list中的每個元素e執行println(e)操作。而for循環則要寫成for(e <- list) println(e)。看起來，List.foreach要比for循環更加簡潔明了。

三、List.foreach和Stream.foreach

Scala標準庫中，只有Stream使用了類似於惰性求值的技術，其他的集合都是嚴格求值，但是在不同情境下，Stream的惰性求值有時可能會造成一定的影響。舉個例子，讓我們來看一下對一個List和一個Stream進行操作：

val list = List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
val stream = Stream.from(1).take(10)
list.foreach(println)
stream.foreach(println)

上述代碼會輸出列表中的十個數和Stream中的無限序列，這種情況下使用List和Stream的foreach方法沒有什麼區別。但是，讓我們考慮對這兩種數據結構進行篩選操作的情況：

val list = List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
val stream = Stream.from(1)
println(list.filter(_%2 == 0))
println(stream.filter(_%2 == 0).take(10))

上述代碼會篩選出列表中的偶數，並輸出以2為步長的無限序列的前10個偶數。這裡，Stream的惰性求值機制使得其可以對無限序列進行操作，而對於列表，則需要將整個列表篩選一遍，再輸出結果。因此，當需要對無限或非常大的序列進行操作時，使用Stream.foreach方法更為合適。

四、List.foreach中的break

Scala中，List.foreach方法是不支持break的，但是我們可以通過拋異常來中斷foreach的執行，這個做法也被稱為「異常跳轉」。下面是一個示例：

import scala.util.control.Breaks._
val list = List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
breakable {
  for (i  5) break()
    println(i)
  }
}

這段代碼會輸出1至5的整數。breakable方法會將其內部的代碼塊作為一個整體，在內部執行break方法時，將拋出一個BreakControl異常，從而中斷循環。然而，這種做法的可讀性和健康性都值得商榷，因為它的行為偏向於不穩定和難以維護。

五、List.foreach跳出循環

如果我們需要在List.foreach循環中跳出循環，可以使用return語句。下面是一個示例：

val list = List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
list.foreach(item => {
  if (item == 5) return
  println(item)
})

上述代碼將輸出整數1到4，當循環執行到5時，會跳出循環而直接返回上層函數。然而在使用return語句時，必須將其放在foreach方法的代碼塊中，在Scala中即便在lambda式中使用return也會直接報錯。

六、List.foreach移除對象

在遍歷一個List時，如果需要移除某個元素，可以使用List.filterNot方法或者List.cloneDropWhile方法。下面是一個示例：

val list = scala.collection.mutable.ListBuffer(1,2,3,4,5)
list.foreach(item => {
  if (item % 2 == 0) list -= item
})
println(list.toList)

上述代碼中我們將1至5的整數存到ListBuffer中，遍歷這個ListBuffer，如果其中的一個數是偶數，則將其從ListBuffer中移除。最終將剩餘的數字輸出。 ListBuffer支持移除元素的操作，這樣遍歷時就可以方便的實現對元素的移除操作。

七、List.foreach詳解

在Scala中用foreach方法來遍歷一個List的元素十分簡單易懂，即：對於一個List列表，我們可以對它使用foreach方法來遍歷其中的每個元素，並對每個元素執行一個指定的操作。下面是一個示例：

  val list = List("apple","banana","orange","watermelon")
  list.foreach(fruit => println(fruit))

除了上述的語法外，Scala也允許我們通過方法引用的方式來指定操作。通常我們使用lambda表達式來指定一個操作，但我們也可以使用方法引用。舉個例子，如果我們定義如下的一個方法：

  def printFruit(fruit: String) = println(fruit)

那麼我們就可以通過方法名的方式來引用它，並在foreach方法中使用

  val list = List("apple","banana","orange","watermelon")
  list.foreach(printFruit)

八、List.foreach能用break中斷嗎

前文提到，List.foreach方法並不支持break的使用。但我們也可以藉助Scala中的一些函數式方法來將foreach轉為其他形式的方法。例如可以使用takeWhile來實現循環終止的效果。

val list = List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
list.takeWhile(item => {
  if (item > 5) false
  else {
    println(item)
    true
  }
})

上述代碼輸出了1~5的整數，並在6處終止了循環。其中，takeWhile方法的作用是保留滿足條件的元素，一旦遇到不滿足條件的元素就結束整個遍歷。我們可以將截止策略存放在takeWhile方法的lambda表達式中，然後在該表達式中通過if-else控制何時退出遍歷。這種方式可以避免throw異常的情況，同時代碼也更為優美易讀。

九、List.foreach內存泄漏

在Scala中，如果在遍歷一個List操作時，執行的任務有明顯的副作用，並且列表非常長，那麼很容易就出現內存泄漏的情況。例如下面這個示例：

val list = List.range(1, 1000000)
list.foreach(item => item * 2)

雖然上述代碼只是簡單地對每個元素乘2，但在實際執行時，它會消耗掉大量內存。這是因為在Scala中，一般來說，執行一些操作時，都會生成一些中間數據並保留在內存中。而這些中間數據會佔用大量的內存。這樣的問題可以使用Stream避免，另一種方法是使用Iterator方法，它可以按需生成數據。

val list = List.range(1, 1000000)
list.iterator.foreach(item => item * 2)

上述代碼使用了list.iterator方法而不是list.foreach方法，這樣就可以實現每次只生成一個元素，在其它地方不存儲任何數據。這樣，在數據量比較大時，我們可以選擇使用Iterator來遍歷。