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在Java中foreach遍历集合的原理是什么_Java语法糖解析

P粉602998670

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发布时间:2026-01-27 15:52:02

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来源于php中文网

原创

foreach是编译器语法糖:集合遍历转为Iterator调用,数组遍历转为下标循环;遍历时修改集合会触发ConcurrentModificationException;forEach()方法与for-each循环底层不同,前者是JDK8默认方法,后者是编译期转换。

在java中foreach遍历集合的原理是什么_java语法糖解析

foreach 循环不是新机制,它是编译器层面的语法糖——对集合遍历时,底层自动转成 Iterator 调用;对数组遍历时,则转成传统下标 for 循环。你写的每行 for (String s : list)javac 编译后都等价于手动调用 iterator().hasNext()next()


foreach 遍历集合时到底发生了什么

当你写:

ArrayList list = new ArrayList<>();
list.add("a"); list.add("b");
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

编译器会把它“展开”为(逻辑等价):

Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next();
    System.out.println(s);
}
  • list 必须实现 Iterable 接口(ArrayListHashSetLinkedList 都满足)
  • 如果集合没实现 Iterable(比如自定义类未重写 iterator()),直接用 foreach 会编译失败
  • 数组是特例:它不实现 Iterable,但 foreach 对数组的支持由 JVM 直接支持,底层走的是 array.length + 下标访问

为什么遍历时删元素会抛 ConcurrentModificationException

因为 foreach 依赖迭代器,而绝大多数集合的迭代器是「快速失败」(fail-fast)的。只要集合结构被修改(add/remove),但迭代器没收到通知,下一次 next() 就会检测到 modCount != expectedModCount 并立即抛异常。

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  • 错误写法:
    for (String s : list) {
        if ("b".equals(s)) list.remove(s); // ⚠️ 运行时报 ConcurrentModificationException
    }
  • 正确做法:改用 Iterator.remove()
    Iterator it = list.iterator();
    while (it.hasNext()) {
        String s = it.next();
        if ("b".equals(s)) it.remove(); // ✅ 安全删除
    }
  • 注意:forEach()(方法引用)和 stream().forEach() 同样受此限制,不能在其中修改原集合

forEach() 方法和 for-each 循环不是一回事

这是最容易混淆的点:for (T t : coll) 是语句(JDK 1.5 引入),而 coll.forEach(action)Iterable 接口的默认方法(JDK 8 引入),两者底层不同:

  • for-each:编译期语法糖,生成字节码级 Iterator 调用
  • forEach(Consumer):运行期方法调用,参数是函数式接口 Consumer,本质是把 lambda 包装成 accept() 调用
  • 性能上无本质差异,但 forEach() 更适合链式操作(如配合 stream().filter().forEach()
  • 二者都不能在遍历中修改集合结构,也不能获取当前索引(List 也不行)

真正容易被忽略的是:数组的 foreach 和集合的 foreach 共享同一套语法,却走完全不同的底层路径——一个靠 JVM 原生支持,一个靠接口契约。写业务代码时感觉不到区别,但一旦涉及字节码分析、自定义容器或性能敏感场景,这个分界就立刻变得关键。

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