【从零开始学JAVA | 第二十四篇】单列集合的遍历

末蓝、 2024-03-16 23:48 51阅读 0赞

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**目录**

前言：

单列集合的遍历方式：

迭代器遍历：

增强for遍历：

lambda方法遍历：

总结：

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## 前言： ##

本篇我们会讲解关于单列集合的几种遍历方式，遍历集合可以说是对于集合要求掌握的最低技能，因此我们要熟练的掌握遍历集合的方式。

在这里我们不讲for循环遍历，for循环无法对单列集合的set子集合进行遍历，因为set集合的特点就是无序，无法用索引进行遍历。

## 单列集合的遍历方式： ##

### 迭代器遍历： ###

在ES6中，为了方便遍历collection数据结构，引入了**可迭代协议(Iterable protocol)**和**迭代器协议(Iterator protocol)。**这两个协议**一起实现了遍历collection**的能力。

可迭代协议指定了collection必须实现一个名为\[Symbol.iterator\]的方法，该方法返回一个迭代器对象。而迭代器对象则定义了一个next()方法，该方法返回一个包含value和done属性的对象，value表示当前的值，done属性表示当前是否遍历完毕。

**JavaScript中有一些内置的可迭代对象，如数组(Array)、Set、Map、字符串(String)和arguments等。按照可迭代协议的规范，这些collection对象都必须实现\[Symbol.iterator\]方法，返回一个符合迭代器协议规范的对象。**

常用的iterator方法：

1.  **next()：**返回一个包含value和done属性的对象，value表示当前遍历的值，done表示遍历是否已经结束。
2.  **return()：**用来提前结束迭代，然后返回一个包含value和done属性的对象，value表示提前结束时的返回值，done属性为true。
3.  **throw()：**用来主动抛出一个异常，用于在迭代过程中遇到错误或异常时中止遍历。

案例：

import java.util.Iterator;
    
    public class text05 {
        public static void main(String[] args) {
            String list="abide";
            Iterator<String> it=list.lines().iterator();
            String str=it.next();
            System.out.println(str);
        }
    }

在这段Java代码中，\`list\` 是一个字符串变量，调用了 \`lines()\` 方法并 \`iterator()\` 方法将其转换为一个字符串数组对应的迭代器对象，并将该迭代器对象赋值给了 \`it\` 变量。\`it.next()\` 方法获取迭代器中的下一个元素，即字符串数组中的第一个元素，并将其赋值给了 \`str\` 变量。最后将 \`str\` 变量的值打印到控制台中。

**因为 list 变量中只有一个字符串 "abide"，所以 list.lines() 返回只包含一个元素的字符串数组 \["abide"\]，且由于是调用了 iterator() 方法，获取了对应数组的迭代器对象。所以打印的结果是 "abide"。**

除了数组，其他collection对象如Set、Map和字符串等也都可以使用迭代器遍历。

**虽然迭代器可以快速指向容器中的元素，但是我们不可以简单的认为迭代器就是指针。**

> 在 Java 中，**迭代器是一种对象，它允许我们遍历集合或列表等容器中的元素。迭代器的本质是在提供一种通用的方法，以便我们可以访问集合类的内部元素，而无需暴露容器内部的实现细节。**这个特性使得我们能够使用同样的方式遍历不同类型的容器，同时保持容器类的封装性。
> 
> 迭代器的本质包含两个方面，一是能够访问容器内部的元素，二是能够支持前移、后移与删除等操作。在具体实现中，迭代器通常会持有对容器对象的引用，并且会提供 next()、hasNext()、remove() 等方法来实现元素的访问与控制操作。此外，Java 迭代器还具有一些重要特性，如快速失败机制，支持并发访问等，以保障程序的正确性和可靠性。

### 增强for遍历： ###

Java 中的增强 for 循环是一种简化遍历数组或集合的语法。它可以在不显式定义循环计数器或迭代器的情况下，遍历循环中的每个元素。下面是示例代码：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    for (int number : numbers) {
        System.out.println(number);
    }

这段代码将创建一个整数数组，然后使用增强 for 循环遍历该数组。在每个循环迭代中，增强 for 循环将从数组中取出一个元素，并将其存储在名为 number 的变量中。

其实增强for循环的底层就是迭代器，是我们为了简化迭代器的代码书写而创造出来的。

Java 中的**增强 for 循环可以用于遍历任何实现了 Iterable 接口的集合对象。**

案例：

List<String> names = new ArrayList<>(Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie"));
    for (String name : names) {
        System.out.println(name);
    }

这段代码将创建一个字符串列表，并使用增强 for 循环遍历该列表中的每个元素。

需要注意的是，**增强 for 循环仅用于遍历操作，它并不能用于修改集合中的元素。**如果需要在循环中修改集合中的元素，应使用传统的 \`for\` 循环或迭代器进行遍历。

增强for循环的特点：

**1. 简洁易读**：增强 for 循环可以让代码更加简洁易读，特别是在遍历数组或集合等容器类型时，可以省略掉繁琐的索引或迭代器等操作。

**2. 安全性**：增强 for 循环是一种类型安全的循环，即在编译时就能够检查类型匹配，从而避免了运行时的类型转换错误。

**3. 效率低下**：虽然增强 for 循环简洁易读，但在一些性能要求较高的场景下，**它的效率可能会比传统的 for 循环或迭代器遍历低下。这是因为增强 for 循环需要在每次循环迭代中执行一次数组或集合对象的访问操作，造成了一些额外的性能损失。**

总的来说，增强 for 循环适用于那些简单的遍历操作，可以提高代码可读性和维护性。但对于复杂的遍历场景，应使用传统的 for 循环或迭代器来实现遍历。

### lambda方法遍历： ###

Lambda 是 **Java 8** 引入的一个新特性，它可以简化对匿名类的使用，使得代码更加简洁易读。Lambda 表达式可以传递为方法参数，类似于传递一个函数或代码块，可以**大幅度减少代码和 API 的复杂性**。下面是一个 Lambda 的示例代码：

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
    list.forEach((n) -> System.out.println(n));

这段代码将创建一个整数列表，然后使用 forEach 方法遍历该列表并打印出每个元素。在这里，我们使用了一个 **Lambda 表达式 (n) -> System.out.println(n)** 来作为 **forEach 方法的参数**，其中 **\`(n)\` 是 Lambda 表达式的形参列表，\`->\` 是 Lambda 运算符，而 \`System.out.println(n)\` 则是 Lambda 表达式的函数体**。

在这个例子中，Lambda 表达式可以理解为一个简单的匿名函数，接受一个整数参数 \`n\` 并将其打印出来。与传统的匿名类相比，使用 Lambda 表达式可以让代码更加简洁明了，同时避免了创建额外的匿名类对象带来的性能和内存开销。

除了 forEach 方法，Lambda 表达式还可以用于任何接受函数式接口作为参数的方法，例如：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    int sum = list.stream().mapToInt(n -> n).sum();
    System.out.println(sum);

这段代码使用了 Java 8 的流式 API，将整数列表转换为流并调用 \`mapToInt\` 方法将每个元素转换为整数类型并求和。在这里，\`(n -> n)\` 代表了一个简单的 Lambda 表达式，接受一个整数参数并返回其本身。

Lambda 表达式的特点：

**1. 简洁易读：**Lambda 表达式可以**显著地简化匿名类的语法**，使得代码更加简洁易读。

**2. 传递行为：**Lambda 表达式可以看作是传递行为的一种方式，它可以作为方法参数传递，从而提供了一种灵活的、可重用的代码块。

**3. 高效性：**Lambda 表达式可以提高代码的效率和性能，尤其是在并发或集合处理等场景下，可以节省时间和内存开销。

**4. 类型推导：**Java 8 引入的类型推导机制使得 Lambda 表达式可以在某些情况下省略参数类型，并减少代码冗余。

**5. 闭包和变量捕获：**Lambda 表达式可以捕获代码块内的变量，从而形成闭包。这使得 Lambda 表达式可以访问局部变量和对象字段等状态，从而实现更加灵活和功能强大的行为。

总之，Java 中的 Lambda 表达式是一种便捷、高效、灵活的编程方式，可以在很多场景下实现代码重用和灵活组合。它的使用可以提高代码的可读性和维护性，同时也可以降低代码的复杂性和错误率。

## 总结： ##

我们必须掌握前两种对单列集合的遍历，最后一个lambda可以选择性的掌握，单列集合的遍历方法还有很多，我们在这里只是给大家介绍了几个最常用的遍历方式。

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