Java的for循環代碼是如何由編譯器生成的

Question

Java 的 for 循環代碼是如何由編譯器生成的？

例如，如果我有：

for(String s : getStringArray() )
{
   //do something with s
}

其中getStringArray()是一個返回我想要循環的數組的函數，函數是總是被調用還是只被調用一次？ 一般來說，使用此構造的循環代碼的最佳程度如何？

Answer 1

論增強for循環的語義

以下是Java Language Specification 3rd Edition的相關摘錄，為了清晰起見，略作編輯：

JLS 14.14.2 增強的for語句

增強的for語句具有以下形式：

 for ( Type Identifier : Expression ) Statement

如果Expression的類型是數組類型T[] ，那么增強的for語句的含義由以下基本for語句給出：

 T[] a = Expression; for (int i = 0; i < a.length; i++) { Type Identifier = a[i]; Statement }

其中a和i是編譯器生成的標識符，它們不同於任何其他標識符（編譯器生成的或以其他方式生成的），這些標識符在增強的for語句發生時的范圍內。

所以實際上該語言確實保證Expression只會被評估一次。

為了完整Iterable當Expression是Iterable類型時，這里是等價的：

JLS 14.14.2 增強的for語句

增強的for語句具有以下形式：

 for ( Type Identifier : Expression ) Statement

如果Expression的類型是Iterable的子Iterable ，那么讓I成為表達式Expression.iterator()的類型。 增強的for語句等效於以下形式的基本for語句：

 for (I iter = Expression.iterator(); iter.hasNext(); ) { Type Identifier = iter.next(); Statement }

其中iter是編譯器生成的標識符，它不同於在增強的for語句發生的點范圍內的任何其他標識符（編譯器生成的或其他方式）。

請注意，如果Expression既不是Iterable也不是數組，則會出現編譯時錯誤，因此上述兩種情況是您可以使用增強的for循環的唯一情況。 此外，為了清楚起見，上面的引用省略了有關for循環上附加的任何標簽和Identifier上附加的任何修飾符的信息，但這些都按預期處理。

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關於增強for循環的性能

這是Effective Java 2nd Edition, Item 46的引用：Prefer for-each 循環而不是傳統的 for 循環

1.5 版中引入的 for-each 循環通過完全隱藏迭代器或索引變量來消除混亂和出錯的機會。 由此產生的習語同樣適用於集合和數組。 請注意，使用 for-each 循環沒有性能損失，即使對於數組也是如此。 事實上，在某些情況下，它可能比普通的for循環提供輕微的性能優勢，因為它只計算一次數組索引的限制。 雖然您可以手動完成此操作，但程序員並不總是這樣做。

因此，這本書聲稱實際上一些編譯器超越了 JLS 翻譯，並對 for-each 循環執行了額外的優化（當然，同時仍然保持其語義）。

總之，您不必擔心 for-each 循環的性能。 語言的規范是合理的（ Expression只計算一次），正是因為這是許多場景中的首選構造，編譯器將確保盡其所能優化它們。

也可以看看

• Java 語言指南/for-each 循環
  • 有慣用用法的例子以及它如何幫助最大限度地減少錯誤的機會

Answer 2

JDK 1.4 引入了RandomAccess接口。 它旨在為算法提供提示，對於給定的List實現，迭代更有效：

for (int i = 0, n = list.size(); i < n; i++) {
    list.get(i);
}

比

for (Iterator i = list.iterator(); i.hasNext(); ) {
   i.next();
}

foreach 循環是否考慮到了這一點？ 或者它是否完全忽略了一個事實，即給定的 Iterable 實際上是一個 List？

應該注意的是，這意味着添加一個(iterable instanceof List && iterable instanceof RandomAccess)測試和向下轉換到List會起作用，這會增加一個並不總是值得的開銷，並且可以被認為是編譯器語法的過早優化糖功能。

Answer 3

編譯器可能只調用一次，但您可以依賴它。 這可能不是一個好的編碼習慣。 如果getStringArray()每次都返回相同的數組，為什么不先設置一個變量呢？

編輯- 答案隨收到的評論而改變。

Answer 4

for 循環與 javascript 中的循環相同，因此無需擔心

例子：

for(int i=0;i<10;i++)
{
    System.out.Println(i);
}