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🌐关键：Java 增强for 工作机制

引言

Java中的增强for循环（也称为for-each循环）是对集合（如数组，Iterable接口的实现类）进行遍历的一种简便方法。

在Java中，增强for循环是一种语法糖。本文简单探究一下它的底层工作机制。

增强for循环语法

增强for循环的语法如下：

for (ElementType element : collection) {
    // 使用element进行操作...
}

增强for工作机制探究

编写并编译如下测试代码，我们分别看看数组和集合的增强for循环编译后的字节码文件。

public static void main(String[] args) {
    // arr test
    String[] arr = {"a", "r", "r"};
    for (String str : arr) {
        System.out.print(str);
    }

    System.out.println();

    // list test
    List<String> list = Arrays.asList("l", "i", "s", "t");
    for (String str : list) {
        System.out.print(str);
    }
}

编译后字节码如下：

public static void main(String[] args) {
    String[] arr = new String[]{"a", "r", "r"};
    String[] var2 = arr;
    int var3 = arr.length;

    for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {
        String str = var2[var4];
        System.out.print(str);
    }

    System.out.println();
    List<String> list = Arrays.asList("l", "i", "s", "t");
    Iterator var7 = list.iterator();

    while(var7.hasNext()) {
        String str = (String)var7.next();
        System.out.print(str);
    }
}

可以发现：

• 如果是遍历数组，则增强for在编译时，会被转换为基础for循环。

String[] arr = {"a", "r", "r"};

// 增强for循环
for (String str : arr) {
    System.out.print(str);
}

// 等价标准索引循环
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    String str = arr[i];
    System.out.println(str);
}

• 如果是遍历集合，则增强for在编译时，会被转换为标准迭代器循环。

List<String> list = Arrays.asList("l", "i", "s", "t");

// 增强for循环
for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

// 等价标准迭代器循环
for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext(); ) {
    String item = it.next();
    System.out.println(item);
}

简单总结

1.对于实现了Iterable接口的集合

所有实现了java.lang.Iterable接口的集合类（如ArrayList、HashSet等）都可以使用增强for循环。Iterable接口包含了一个iterator()方法，该方法返回一个实现java.util.Iterator接口的对象。Iterator接口中提供了hasNext()和next()方法，用于遍历集合中的元素。

工作流程如下：

1. 调用集合的iterator()方法获取迭代器对象。
2. 调用迭代器的hasNext()方法检查是否有更多元素。
3. 调用迭代器的next()方法获取下一个元素。

2.对于数组

数组没有实现Iterable接口，但增强for循环对数组也进行了支持。在编译阶段，增强for循环会被转换为基于索引的普通for循环。

工作流程如下：

1. 初始化一个索引变量，从0开始。
2. 每次循环时，检查索引是否小于数组的长度。
3. 使用索引访问数组元素。

个人理解

在Java中，增强for循环是一种语法糖，用于遍历数组或集合中的元素。它的底层实现依赖于迭代器机制（对于集合）或基于索引的循环（对于数组）。

在编译阶段，增强for循环会被转换为相应的标准循环结构。这个机制使得增强for循环既简洁又高效。

彩蛋：forEach方法

看下面的结构图，forEach是java中Iterable接口的一个默认方法，用于遍历集合(或实现了Iterable接口的类)中的每个元素，并对每个元素执行指定的操作。

forEach方法接受一个函数式接口作为参数，这个函数式接口通常是一个lambda表达式或方法引用，用于对集合中的每个元素执行操作。

这个方法是java8引入的，它提供了一种函数式，更简洁的遍历集合的方式。

虽然一些情况下，增强for和forEach方法可以互换使用，但它们在语法上和底层实现上是不同的。

语法上：增强for循环用于数组和集合的遍历，并且它是一种语言级别的循环结构。而forEach方法是集合类提供的一个方法，用于遍历集合，它是一个方法调用，需要传递一个函数式接口作为参数。

底层实现上：增强for循环在编译时会被转换为标准的迭代器或基于索引的循环，而forEach方法则是在集合类内部实现了对每个元素的遍历。

default void forEach(Consumer<? super T> action) {
     Objects.requireNonNull(action);
     for (T t : this) {
         action.accept(t);
     }
 }

就写到这里吧，下篇见。