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Java 实例 – for 和 foreach循环使用（长文解析）

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循环的基石作用

在 Java 开发中，循环是构建程序逻辑的核心工具之一。无论是遍历数据集合、执行重复性操作，还是实现复杂算法，循环结构都扮演着关键角色。本文将通过实例解析 for 循环 和 foreach 循环 的使用场景、语法差异及优化技巧，帮助开发者在不同需求下选择最合适的方案。

for 循环：灵活控制的“瑞士军刀”

基本语法与工作原理

for 循环提供了完整的控制能力，允许开发者定义初始化、条件判断和迭代逻辑。其语法结构如下：

for (初始化; 条件判断; 迭代表达式) {  
    // 循环体  
}

形象比喻：可以将其想象为工厂流水线，初始化是启动机器，条件判断是质检环节，迭代是传送带的移动，而循环体是生产线上的具体操作。

实例 1：基础计数器

for (int i = 0; i < 5; i++) {  
    System.out.println("当前计数：" + i);  
}  
// 输出：0 到 4，共 5 次循环

实例 2：多变量控制

for (int a = 0, b = 10; a < 5; a++, b -= 2) {  
    System.out.println("a=" + a + " | b=" + b);  
}  
// 输出：a 递增，b 递减，同时控制

foreach 循环：简洁遍历的“导游模式”

语法特性与适用场景

foreach 循环（也称增强型 for 循环）专为遍历数组或集合而设计，语法更简洁：

for (数据类型 变量名 : 集合/数组) {  
    // 循环体  
}

核心优势：无需关注索引或迭代器，只需声明变量接收当前元素。

实例 3：数组遍历

int[] numbers = {3, 1, 4, 1, 5};  
for (int num : numbers) {  
    System.out.println("元素值：" + num);  
}  
// 输出数组所有元素

实例 4：集合遍历

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");  
for (String name : names) {  
    System.out.println("欢迎：" + name);  
}  
// 输出列表中每个姓名

for 与 foreach 的对比：选择指南

核心差异总结

特性for 循环foreach 循环
灵活性支持复杂迭代逻辑（如多变量控制）仅支持简单遍历
索引访问可直接获取索引无法直接获取索引
性能稍优（直接操作索引）稍逊（内部仍需索引计算）
适用场景需要精细控制流程的场景纯遍历需求，无需修改集合内容

具体选择建议

  • 选择 for 循环：当需要动态修改循环条件、操作索引或处理多维数组时。
  • 选择 foreach 循环：当只需按顺序访问元素且无需索引时，可提升代码可读性。

实例 5：修改数组元素的对比

// 使用 for 循环修改数组元素  
int[] arr = {10, 20, 30};  
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {  
    arr[i] *= 2; // 可直接通过索引修改  
}  

// 使用 foreach 无法直接修改元素  
for (int num : arr) {  
    num *= 2; // 仅修改局部变量，原数组不变！  
}

进阶技巧与常见问题

1. 嵌套循环的优化

在遍历二维数组时，可结合 for 和 foreach 实现高效代码：

int[][] matrix = {  
    {1, 2},  
    {3, 4, 5}  
};  

// 外层 for 控制行索引，内层 foreach 遍历列元素  
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {  
    for (int num : matrix[i]) {  
        System.out.println("行 " + i + " 的元素：" + num);  
    }  
}

2. 集合遍历时的“ConcurrentModificationException”

当通过 foreach 遍历集合时，若在循环体内修改集合（如添加/删除元素），会抛出此异常。解决方案包括：

  • 使用迭代器显式控制： 
    Iterator<String> iterator = list.iterator();  
while (iterator.hasNext()) {  
    String item = iterator.next();  
    if (item.equals("删除条件")) {  
        iterator.remove(); // 安全删除  
    }  
}
  • 复制临时集合进行遍历： 
    for (String item : new ArrayList<>(list)) {  
    // ...  
}

3. 性能优化建议

  • 预分配集合容量：遍历前确保集合内存已分配（如 ArrayList 的 ensureCapacity()）。
  • 避免在循环体内执行高耗时操作：如网络请求或复杂计算，可考虑异步处理。

实战案例：统计文本词频

需求描述

统计一段文本中各单词的出现次数，并输出前 3 高频词。

解决方案

import java.util.*;  

public class WordCounter {  
    public static void main(String[] args) {  
        String text = "Java is powerful. Java is flexible. Learn Java today!";  

        // 步骤 1：分割文本为单词数组  
        String[] words = text.split("\\W+");  

        // 步骤 2：统计词频  
        Map<String, Integer> frequencyMap = new HashMap<>();  
        for (String word : words) { // 使用 foreach 遍历单词  
            frequencyMap.put(word, frequencyMap.getOrDefault(word, 0) + 1);  
        }  

        // 步骤 3：排序并取前 3  
        List<Map.Entry<String, Integer>> entries = new ArrayList<>(frequencyMap.entrySet());  
        entries.sort((a, b) -> b.getValue().compareTo(a.getValue()));  

        // 步骤 4：输出结果  
        for (int i = 0; i < Math.min(3, entries.size()); i++) { // 使用 for 控制输出次数  
            Map.Entry<String, Integer> entry = entries.get(i);  
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());  
        }  
    }  
}

输出结果：

Java: 3  
is: 2  
powerful: 1

结论

通过本文的实例解析，开发者可以清晰理解 for 循环 和 foreach 循环 在 Java 中的核心作用与差异。关键点总结如下：

  1. for 循环 是灵活的“瑞士军刀”，适合需要精细控制索引或执行复杂逻辑的场景。
  2. foreach 循环 是简洁的“导游模式”，适用于纯粹的遍历需求，提升代码可读性。
  3. 实战中需结合场景选择工具，并注意性能优化与异常处理技巧。

建议读者通过实际项目练习，逐步掌握两种循环的深度用法。例如，尝试用 for 循环实现斐波那契数列生成，或用 foreach 实现 CSV 文件的行遍历与数据解析。通过不断实践，循环结构将成为你编程道路上得心应手的工具。

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