Итерационная переменная получает значения из коллекции, и поэтому ее тип должен совпадать (или, по крайней мере, быть совместимым) с типом элементов, которые содержит коллекция. В частности, при обработке массива тип итерационной переменной должен совпадать с типом массива.
Для того чтобы стали понятнее причины, побудившие к внедрению разновидности for-each цикла for в Java, рассмотрим приведенный ниже фрагмент кода, в котором традиционный цикл for используется для вычисления суммы значений элементов массива. int nums[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 }; int sum = 0; for(int i=0; i < 10; i++) sum += nums[i];
Для того чтобы вычислить упомянутую выше сумму, придется перебрать все элементы массива nums от начала до конца. Перебор элементов осуществляется благодаря использованию переменной цикла i в качестве индекса массива nums. Кроме того, нужно явно указать начальное значение переменной цикла, шаг приращения и условие завершения цикла.
При использовании разновидности for-each данного цикла некоторые перечисленные выше действия выполняются автоматически. В частности, отпадает необходимость в использовании переменной цикла, задании ее исходного значения и условия завершения цикла, а также в индексировании массива. Вместо этого массив автоматически обрабатывается в цикле от начала до конца. Код, позволяющий решить ту же самую задачу с помощью разновидности for-each цикла for, выглядит следующим образом: int nums[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 }; int sum = 0; for(int x: nums) sum += x;
На каждом шаге этого цикла переменная х автоматически принимает значение, равное очередному элементу массива nums. Сначала ее значение равно 1, на втором шаге цикла итерации оно становится равным 2 и т.д. В данном случае не только упрощается синтаксис, но и исключается ошибка, связанная с превышением границ массива.
Ниже приведен весь исходный код программы, демонстрирующей решение описанной выше задачи с помощью разновидности for-each цикла for. // Использование разновидности for-each цикла for. class ForEach { public static void main(String args[]) { int nums[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 }; int sum = 0; // использовать разновидность for-each цикла for // для суммирования и отображения значений, for(int х : nums) { System.out.println("Value is: " + x); sum += x; } System.out.println("Summation: " + sum); } }
Результат выполнения данной программы выглядит следующим образом: Value is: 1 Value is: 2 Value is: 3 Value is: 4 Value is: 5 Value is: 6 Value is: 7 Value is: 8 Value is: 9 Value is: 10 Summation: 55
Нетрудно заметить, что в данной разновидности for-each цикла for элементы массива автоматически извлекаются один за другим в порядке возрастания индекса.
Несмотря на то что в разновидности for-each цикла for обрабатываются все элементы массива, этот цикл можно завершить преждевременно, используя оператор break. Так, в цикле, используемом в следующем примере, вычисляется сумма только пяти элементов массива nums: // Суммирование первых 5 элементов массива, for(int х : nums) { System.out.println("Value is: " + x); sum += x; if(x == 5) break; // прервать цикл по достижении значения 5 }
Следует, однако, иметь в виду одну важную особенность разновидности for-each цикла for. Итерационная переменная в этом цикле обеспечивает только чтение элементов массива, но ее нельзя использовать для записи значения в какой-либо элемент массива. Иными словами, изменить содержимое массива, присвоив итерационной переменной новое значение, не удастся. Рассмотрим в качестве примера следующую программу: // Цикл for-each, предназначенный только для чтения, class NoChange { public -static void main (String args [ ] ) { int nums[] = { l, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 }; for(int x : nums) { System.out.print(x + " "); // Следующая операция не оказывает никакого влияния // на содержимое массива nums. х = х * 10; } System.out.println(); for (int x : nums) System.out.print(x + " "); System.out.println(); } }
В первом цикле for значение итерационной переменной увеличивается на 10, но это не оказывает никакого влияния на содержимое массива nums, что и демонстрирует второй цикл for. Это же подтверждает и результат выполнения программы. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Циклическое обращение к многомерным массивам
Расширенный цикл for можно применять и при обращении к многомерным массивам. Как вам должно быть уже известно, в Java многомерный массив представляет собой массив массивов. (Например, двумерный массив — это массив, элементами которого являются одномерные массивы.) Эту особенность важно помнить, организуя циклическое обращение к многомерным массивам, поскольку на каждом шаге цикла извлекается очередной массив, а не отдельный элемент. Более того, итерационная переменная в расширенном цикле for должна иметь тип, совместимый с типом извлекаемого массива. Так, при обращении к двумерному массиву итерационная переменная должна представлять собой ссылку на одномерный массив. При использовании разновидности for-each цикла for для обработки TV-мерного массива извлекаемый объект представляет собой (Л/"—1)-мерный массив. Для того чтобы сказанное стало более понятным, рассмотрим приведенный ниже пример программы, где для извлечения элементов двумерного массива используются вложенные циклы for. Обратите внимание на то, каким образом объявляется переменная х. // Использование разновидности for-each цикла for // для обработки двумерного массива, class ForEach2 { public static void main(String args[]) { int sum = 0; int nums[][] = new int[3][5]; // ввести ряд значений в массив nums for(int i = 0; i < 3; i++) for(int j=0; j < 5; j++) nums[i][j] = (i+l)*(j+l); // использовать разновидность for-each цикла for // для суммирования и отображения значений // Обратите внимание на объявление переменной х. for (int х[] : nums) { for(int у : x) { System.out.println("Value is: " + y) ; sum += y; } } System.out.println("Summation: " + sum); } }
Выполнение этой программы дает следующий результат: Value is: 1 Value is: 2 Value is: 3 Value is: 4 Value is: 5 Value is: 2 Value is: 4 Value is: 6 Value is: 8 Value is: 10 Value is: 3 Value is: 6 Value is: 9 Value is: 12 Value is: 15 Summation: 90
Обратите особое внимание на следующую строку кода: for(int х[] : nums) {
Не упустите из виду и то, как объявляется переменная х. Она представляет собой ссылку на одномерный целочисленный массив. Это очень важно, поскольку на каждом шаге цикла for из двумерного массива nums извлекается очередной массив, начиная с nums [0]. А во внутреннем цикле for перебираются элементы полученного массива и отображаются их значения. Применение расширенного цикла for
Разновидность for-each цикла for обеспечивает лишь последовательный перебор элементов от начала до конца массива, поэтому может создаться впечатление, будто такой цикл имеет ограниченное применение. Но это совсем не так. Данный механизм циклического обращения применяется в самых разных алгоритмах. Один из самых характерных тому примеров — организация поиска. В приведенном ниже примере программы расширенный цикл for используется для поиска значения в неотсортированном массиве. Выполнение цикла прерывается, если искомый элемент найден. // Поиск в массиве с использованием разновидности for-each цикла for. class Search { public static void main(String args[]) { int nums[] = { 6, 8, 3, 7, 5, 6, 1, 4 }; int val = 5; boolean found = false; // использовать разновидность for-each цикла for // для поиска значения переменной val в массиве nums for(int х : nums) { if (x == val) { found = true; break; } } if(found) System.out.println("Value found!"); } }
В данном случае применение расширенного цикла for вполне оправданно, поскольку найти значение в неотсортированном массиве можно лишь, перебрав все его элементы. (Если бы содержимое массива было предварительно отсортировано, то лучше было бы применить более эффективный алгоритм поиска, например поиск методом дихотомии. В этом случае пришлось бы использовать другой массив.) Расширенным циклом for удобно также пользоваться для расчета среднего значения, нахождения минимального и максимального элементов множества, выявления дублирующихся значений и т.д.