Метод foreach java collections

Как работает цикл foreach в Java?

Как выглядит цикл for , эквивалентный циклу foreach выше? Как работает цикл foreach внутри? В чем отличия циклов for и foreach ?

1 ответ 1

Цикл foreach — это синтаксический сахар. Внешне прежде всего отличается от for отсутствием явного счетчика. Единственное практическое различие между ними заключается в том, что в случае индексируемых объектов у вас нет доступа к индексу.

Цикл foreach позволяет выполнять итерации по двум типам объектов:

Цикл for , работающий с объектами Iterable

for(String item : someList) System.out.println(item); 

for (Iterator i = someIterable.iterator(); i.hasNext();)

Этот код работает для любого объекта, реализующего интерфейс Iterable .

В цикле foreach нельзя использовать метод remove(index) . Вместо этого следует использовать iterator.remove() . Пример:

for (Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); ) if (iterator.next() > 10) iterator.remove(); 

Если писать for без использования итератора, то вот примерная реализация foreach :

Циклы foreach и for , работающие с массивами

String[] fruits = new String[] < "Orange", "Apple", "Pear", "Strawberry" >; for (String fruit : fruits) < // fruit is an element of the `fruits` array. >

foreach против for — производительность

При доступе к коллекции, foreach значительно быстрее, чем for . Однако при доступе к массивам — по крайней мере с массивами примитивов и оболочек — доступ через индексы(т.е. используя for ) быстрее.

Также при вложенных циклах foreach наблюдаются проблемы с производительностью из-за создания большого количество объектов Iterator .

В Java 8 представили потоки, которые в целом работают лучше. (хоть эта информация напрямую и не относится к вопросу, но это может быть полезно)

someList.stream().forEach(System.out::println); 

Arrays.stream(someArray).forEach(System.out::println); 

UPD: Измерение производительности на JDK9

(не стоит серьезно его оценивать, т.к. мне не кажется, что я все правильно измерил)

Для замера производительности я использовал код из этого вопроса:

 public static void main(String[] args) < System.out.println(getTime()); >private static void testMethod() < //Код, время выполнения которого нужно узнать >/** * Метод для измерения времени выполнения метода testMethod * https://stackoverflow.com/a/2404378/7150209 */ private static double getTime() < for (int i = 0; i < 20; i ++) < //прогрев JVM testMethod(); >int count = 1000; //первоначальное кол-во повтора выполнения testMethod while(true) < long begin = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < count; i ++) testMethod(); long end = System.nanoTime(); if ((end - begin) < 1000000000) < //Прогон тестов пока суммарное выполнения count раз count *= 100000; //testMethod`a не будет равно несколько секунд continue; >return (double)(end - begin) / count; > > 

Как работает метод getTime() — в цикле for метод с тестируемым кодом запускается count раз. Перед началом запусков засекается время, после всех запусков из конечного времени вычитается начальное — получается время запуска count раз тестового метода. После этого время делится на count — получается усредненное время одного запуска тестового метода. Если время запуска count раз тестового метода < 10 секунд, то count увеличивается, и замер происходит заново.

В тестовом методе в циклах for и foreach я использовал: переменная = list.get(i) / array[i] для for и переменная = i; для foreach .

В лямбде я использовал Arrays.stream(array).map(l -> l+1).collect(Collectors.toList()); и list.stream().map(l -> l+1).collect(Collectors.toList()) , т.е. изменение элементов коллекции и создание новой коллекции, поэтому выполнение лямбд заняло больше времени.

В таблице видно, что выполнение в лямбде заняло примерно одинаковое время для коллекций и массивов. Время выполнения кода с массивом примерно в 1.5 раза быстрее, чем с коллекцией. Время выполнения цикла for и foreach для всех одинаковое.

P.S. Пример код for и foreach для коллекции(n — просто переменная):

Источник

Руководство по Java 8 forEach

В этом руководстве мы увидим, как использовать forEach с коллекциями, какой аргумент он принимает и чем этот цикл отличается от расширенного цикла for .

Если вам нужно освежить некоторые концепции Java 8, наша подборка статей может помочь.

2. Основы forEach ​

В Java интерфейс Collection имеет Iterable в качестве суперинтерфейса. И этот интерфейс имеет новый API, начиная с Java 8:

 void forEach(Consumer? super T> action) 

Проще говоря, в Javadoc forEach говорится , что он «выполняет заданное действие для каждого элемента Iterable до тех пор, пока все элементы не будут обработаны или пока действие не вызовет исключение».

Итак, с помощью forEach мы можем перебирать коллекцию и выполнять заданное действие над каждым элементом, как и любой другой Iterator .

Например, рассмотрим версию цикла for для итерации и печати коллекции строк : «

 for (String name : names)    System.out.println(name);   > 

Мы можем написать это, используя forEach :

 names.forEach(name ->    System.out.println(name);   >); 

3. Использование метода forEach ​

Мы используем forEach для перебора коллекции и выполнения определенного действия над каждым элементом. Выполняемое действие содержится в классе, реализующем интерфейс Consumer , и передается forEach в качестве аргумента.

Интерфейс Consumer — это функциональный интерфейс (интерфейс с одним абстрактным методом). Он принимает ввод и не возвращает никакого результата.

 @FunctionalInterface   public interface Consumer    void accept(T t);   > 

Поэтому любая реализация, например, потребитель, который просто печатает String :

 ConsumerString> printConsumer = new ConsumerString>()    public void accept(String name)    System.out.println(name);   >;   >; 

можно передать forEach в качестве аргумента:

 names.forEach(printConsumer); 

Но это не единственный способ создать действие через потребителя и использовать forEach API.

Давайте рассмотрим три наиболее популярных способа использования метода forEach .

3.1. Реализация анонимного потребителя ​

Мы можем создать экземпляр реализации интерфейса Consumer , используя анонимный класс, а затем применить его в качестве аргумента к методу forEach :

 ConsumerString> printConsumer= new ConsumerString>()    public void accept(String name)    System.out.println(name);   >   >;  names.forEach(printConsumer); 

Это хорошо работает. Но если мы проанализируем пример, то увидим, что полезная часть — это на самом деле код внутри метода accept() .

Хотя лямбда-выражения теперь являются нормой и более простым способом сделать это, все же стоит знать, как реализовать интерфейс Consumer .

3.2. Лямбда-выражение​

Основное преимущество функциональных интерфейсов Java 8 заключается в том, что мы можем использовать лямбда-выражения для их создания и избежать использования громоздких реализаций анонимных классов.

Поскольку Consumer Interface — это функциональный интерфейс, мы можем выразить его в Lambda:

Поэтому наш printConsumer упрощен:

 name -> System.out.println(name) 

И мы можем передать его forEach :

 names.forEach(name -> System.out.println(name)); 

С момента появления лямбда-выражений в Java 8 это, вероятно, самый распространенный способ использования метода forEach .

У лямбда-выражений действительно есть реальная кривая обучения, поэтому, если вы только начинаете, в этой статье рассматриваются некоторые передовые методы работы с новой языковой функцией.

3.3. Справочник по методу​

Мы можем использовать синтаксис ссылки на метод вместо обычного синтаксиса Lambda, где уже существует метод для выполнения операции над классом:

 names.forEach(System.out::println); 

4. Работа с forEach ​

4.1. Итерация по коллекции​

Любая итерация типа Collection — список , набор , очередь и т. д . — имеет тот же синтаксис для использования forEach.

Поэтому, как мы видели, мы можем перебирать элементы списка следующим образом:

 ListString> names = Arrays.asList("Larry", "Steve", "James");   names.forEach(System.out::println); 

 SetString> uniqueNames = new HashSet>(Arrays.asList("Larry", "Steve", "James"));   uniqueNames.forEach(System.out::println); 

Наконец, давайте посмотрим на Queue , которая также является Collection :

 QueueString> namesQueue = new ArrayDeque>(Arrays.asList("Larry", "Steve", "James"));   namesQueue.forEach(System.out::println); 

4.2. Итерация по карте с использованием карты forEach ​

Карты не являются Iterable , но они предоставляют собственный вариант forEach , который принимает BiConsumer .

Java 8 представляет BiConsumer вместо Consumer в forEach Iterable, так что действие может быть выполнено одновременно как с ключом, так и со значением Map .

Давайте создадим карту с этими записями:

 MapInteger, String> namesMap = new HashMap>();  namesMap.put(1, "Larry");  namesMap.put(2, "Steve");  namesMap.put(3, "James"); 

Далее, давайте пройдемся по nameMap , используя forEach Map :

 namesMap.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " " + value)); 

Как мы видим здесь, мы использовали BiConsumer для перебора записей Map :

 (key, value) -> System.out.println(key + " " + value) 

4.3. Итерация по карте путем итерации entrySet ​

Мы также можем повторять EntrySet карты , используя forEach Iterable . «

Поскольку записи карты хранятся в наборе с именем EntrySet, мы можем повторить это, используя forEach :

 namesMap.entrySet().forEach(entry -> System.out.println(   entry.getKey() + " " + entry.getValue())); 

5. Foreach против For-Loop​

С простой точки зрения, оба цикла обеспечивают одинаковую функциональность: цикл по элементам в коллекции.

Основное различие между ними в том, что это разные итераторы. Усовершенствованный цикл for — это внешний итератор, а новый метод forEach — внутренний.

5.1. Внутренний итератор — forEach ​

Этот тип итератора управляет итерацией в фоновом режиме и оставляет программисту возможность просто закодировать то, что должно быть сделано с элементами коллекции.

Вместо этого итератор управляет итерацией и обеспечивает обработку элементов один за другим.

Давайте посмотрим на пример внутреннего итератора:

 names.forEach(name -> System.out.println(name)); 

В приведенном выше методе forEach мы видим, что предоставленный аргумент является лямбда-выражением. Это означает, что метод должен знать только то, что должно быть сделано , и вся работа по итерации будет выполняться внутри.

5.2. Внешний итератор — цикл for ​

Внешние итераторы смешивают то, что и как должен выполнять цикл.

Перечисления , итераторы и расширенный цикл for — все это внешние итераторы (помните методы iterator() , next() или hasNext() ?). Во всех этих итераторах наша задача — указать, как выполнять итерации.

Рассмотрим этот знакомый цикл:

 for (String name : names)    System.out.println(name);   > 

Хотя мы явно не вызываем методы hasNext() или next() во время итерации по списку, базовый код, обеспечивающий работу этой итерации, использует эти методы. Отсюда следует, что сложность этих операций скрыта от программиста, но она все же существует.

В отличие от внутреннего итератора, в котором коллекция сама выполняет итерацию, здесь нам требуется внешний код, который извлекает каждый элемент из коллекции.

6. Заключение​

В этой статье мы показали, что цикл forEach более удобен, чем обычный цикл for-loop .

Мы также увидели, как работает метод forEach и какую реализацию можно получить в качестве аргумента, чтобы выполнить действие над каждым элементом в коллекции.

Наконец, все фрагменты, используемые в этой статье, доступны в нашем репозитории GitHub .

• 1. Обзор
• 2. Основы forEach
• 3. Использование метода forEach
  • 3.1. Реализация анонимного потребителя
  • 3.2. Лямбда-выражение
  • 3.3. Справочник по методу
  • 4.1. Итерация по коллекции
  • 4.2. Итерация по карте с использованием карты forEach
  • 4.3. Итерация по карте путем итерации entrySet
  • 5.1. Внутренний итератор — forEach
  • 5.2. Внешний итератор — цикл for

  Источник