for-each与for与while的区别

Question

我想知道在ArrayList或任何类型的List上实现“for-each”循环的最佳方法是什么。

以下哪种实现方式是最好的，为什么？还是有更好的方法吗？

谢谢您的帮助。

List values = new ArrayList();

values.add("one"); values.add("two"); values.add("three"); ...

//使用增强for循环 for(String value : values) { ... }

//使用普通for循环 for(int i = 0; i < values.size(); i++) { String value = values.get(i); ... }

//使用迭代器 for(Iterator it = values.iterator(); it.hasNext(); ) { String value = it.next(); ... }

//使用while循环和迭代器 Iterator it = values.iterator(); while (it.hasNext()) { String value = (String) it.next(); ... }

- Michaël

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可能相关：https://dev59.com/snVD5IYBdhLWcg3wE3Ro请仅返回翻译后的文本。 - Ben Voigt

Answer 1

#3的缺点在于迭代器it的范围超出了循环的结尾。其他解决方案没有这个问题。

#2与#0完全相同，只是#0更易读且更不容易出错。

#1可能效率较低，因为它每次通过循环都调用.size()方法。

#0通常是最佳选择，因为：

• 它最短
• 最不容易出错
• 符合惯用法，其他人可以一眼看懂
• 编译器可以有效地实现它
• 它不会在方法作用域（循环外部）中污染不必要的名称

- Greg Hewgill

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不错的回答。然而，在更新时需要使用＃1（如果不仅仅是改变当前项或构建新列表的结果），并且带有索引。由于在这种情况下List<>是一个ArrayList<>，所以get()（和size()）是O(1)，但对于所有List-contract类型来说都不是这样。 - user166390

#2 是在循环过程中需要移除元素时使用的解决方案。 - Naxos84

Answer 2

简短的答案是使用版本0。请查看Android针对性能设计的文档中标题为“使用增强的for循环语法”的章节。该页面有许多好东西，而且非常清晰简洁。

- Andrew White

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这是针对Android的，但在这个问题中没有Android标签，而且最终取决于你需要什么。 - Jorge Aguilar

Answer 3

#0 在我看来是最容易阅读的，但 #2 和 #3 也同样有效。这三者之间不应该有性能差异。

在几乎任何情况下，都不应该使用 #1。你在问题中提到可能需要迭代“每种类型的列表”。如果你恰好正在迭代一个 LinkedList，那么 #1 的复杂度将会是 n^2：不好。即使你绝对确定你正在使用支持高效随机访问的列表（例如 ArrayList），通常也没有理由使用 #1 而不是其他任何一种方法。

- Cameron Skinner

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“#1永远不应该被使用”这种说法并不正确。它是唯一一种可以更改传递的List中单元格的方法，尽管必须考虑时间复杂度（这在List中并未暗示）。 - user166390

改变单元格？你的意思是什么？ - Cameron Skinner

对于（int i = 0; i < x.size(); i++）{x.set(i, i * 2);} 这是一个愚蠢的例子，在许多情况下，只需创建新列表即可更好。此外，在这种情况下限制为ArrayList可能更合适。但这确实是对“永不”的反驳。 - user166390

好的，很公平。虽然我仍然建议优先使用ListIterator及其set方法。这样它仍然可以有效地处理非随机访问列表。 - Cameron Skinner

我稍微放宽了"绝不"的语气 :) - Cameron Skinner

Answer 4

针对OP的评论，我们来看一下这些问题：

然而，在更新时（如果不仅仅是改变当前项或构建新列表），#1是必需的，并且伴随着索引。由于在这种情况下List<>是ArrayList<>，因此get()（和size()）是O(1)，但并非所有List-contract类型都是如此。

让我们来看看这些问题：

确实，对于所有实现了List接口的类，get(int)并不是O(1)。然而，据我所知，java.util中所有List实现的size()都是O(1)的。但你说得对，对于许多List实现，#1方法是次优的。事实上，对于像LinkedList这样的列表，其中get(int)是O(N)的，#1方法会导致O(N^2)的列表迭代。

在 ArrayList 的情况下，手动将调用 size() 提升为 (final) 本地变量是一件简单的事情。通过这种优化，#1 代码比其他情况...对于 ArrayList 来说，速度显著更快。

关于在迭代元素时更改列表的观点引发了许多问题：

• 如果您使用明确或隐式使用迭代器的解决方案，则根据列表类，您可能会收到ConcurrentModificationException。如果您使用并发集合类之一，则不会收到异常，但是javadoc指出迭代器不一定会返回所有列表元素。

• 如果您使用＃1代码（原样）进行此操作，则存在问题。如果修改由同一线程执行，则需要调整索引变量以避免丢失条目或将它们返回两次。即使您做得完全正确，在当前位置之前同时插入的列表条目也不会显示出来。

• 如果＃1情况下的修改由不同的线程执行，则很难正确同步。核心问题在于get（int）和size（）是单独的操作。即使它们分别同步，也没有阻止其他线程在size和get调用之间修改列表。

简而言之，迭代正在同时修改的列表很棘手，应该避免... 除非您真的知道自己在做什么。

- Stephen C