Java中的增強for迴圈（for each）的實現原理與坑

在JAVA中，遍歷集合和陣列一般有以下三種形式：

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.print(list.get(i) + ",");
}

Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.print(iterator.next() + ",");
}

for (Integer i : list) {
    System.out.print(i + ",");
}
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第一種是普通的for迴圈遍歷、第二種是使用迭代器進行遍歷，第三種我們一般稱之為增強for迴圈（for each）。

實現原理

可以看到，第三種形式是JAVA提供的語法糖，這裡我們剖洗一下，這種增強for迴圈底層是如何實現的。

我們對以下程式碼進行反編譯：

    for (Integer i : list) {
       System.out.println(i);
   }
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反編譯後：

    Integer i;
    for(Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(i)){
        i = (Integer)iterator.next();        
    }
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反編譯後的程式碼其實比較複雜，我們按照執行順序拆解一下：

Integer i; 定義一個臨時變數i

Iterator iterator = list.iterator(); 獲取List的迭代器

iterator.hasNext(); 判斷迭代器中是否有未遍歷過的元素

i = (Integer)iterator.next(); 獲取第一個未遍歷的元素，賦值給臨時變數i

System.out.println(i) 輸出臨時變數i的值

如此迴圈往復，直到遍歷完List中的所有元素。

通過反編譯，我們看到，其實JAVA中的增強for迴圈底層是通過迭代器模式來實現的。

坑

既然增強for迴圈通過迭代器實現，那麼必然有迭代器的特性。在Java中的fail-fast機制中有介紹過。在使用迭代器遍歷元素的時候，在對集合進行刪除的時候一定要注意，使用不當有可能發生ConcurrentModificationException，如以下程式碼：

for (Student stu : students) {    
    if (stu.getId() == 2)     
        students.remove(stu);    
}
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會丟擲ConcurrentModificationException異常。

Iterator是工作在一個獨立的執行緒中，並且擁有一個 mutex 鎖。 Iterator被建立之後會建立一個指向原來物件的單鏈索引表，當原來的物件數量發生變化時，這個索引表的內容不會同步改變，所以當索引指標往後移動的時候就找不到要迭代的物件，所以按照 fail-fast 原則 Iterator 會馬上丟擲java.util.ConcurrentModificationException異常。

所以 Iterator 在工作的時候是不允許被迭代的物件被改變的。但你可以使用 Iterator 本身的方法 remove() 來刪除物件，Iterator.remove() 方法會在刪除當前迭代物件的同時維護索引的一致性。

正確的在遍歷的同時刪除元素的姿勢：

Iterator<Student> stuIter = students.iterator();    
while (stuIter.hasNext()) {    
    Student student = stuIter.next();    
    if (student.getId() == 2)    
        stuIter.remove();//這裡要使用Iterator的remove方法移除當前物件，如果使用List的remove方法，則同樣會出現ConcurrentModificationException    
}
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