Java,Теорія

Java. Розширений цикл for в стилі for each. Загальна форма. Приклади. Обробка масивів, колекцій об’єктів ArrayList, LinkedList




Розширений цикл for в стилі for each. Загальна форма. Приклади. Обробка масивів, колекцій об’єктів ArrayList, LinkedList

Зміст

Пошук на інших ресурсах:

1. Призначення, загальна форма та принцип роботи розширеного циклу for

У програмах на Java дуже часто потрібно реалізовувати обробку масивів, колекцій, наборів даних. Найбільш поширеною операцією при обробці масивів даних є перебір кожного елементу масиву. Для забезпечення перебору використовується один з відомих операторів циклу (for, while, do…while). Найчастіше для перебору елементів масиву використовується цикл for.

Оскільки, перебір елементів масиву є стандартною операцією, то розробники Java ввели додатковий формат циклу for, який забезпечує більш спрощену, раціональну його реалізацію. У цій реалізації загальна форма циклу for подібна до форми циклу foreach в інших мовах програмування.

Загальна форма розширеного циклу for наступна:

for (type variable : collection) {
    // деякі оператори
    // ...
}

де

  • type – тип внутрішньої змінної з іменем variable;
  • variable – внутрішня змінна типу type. Ця змінна має видимість в межах блоку фігурних дужок { }. Ця змінна є ітераційною, вона зберігає елементи набору даних collection;
  • collection – набір даних, які по-черзі перебираються в циклі. Набором даних може служити колекція чи масив.

Розширений цикл for працює наступним чином. У розширеному циклі for відбувається послідовний перебір усіх елементів колекції чи масиву. Кількість ітерацій циклу рівна кількості елементів у колекції чи масиві. На кожній ітерації значення елементу масиву поміщається в ітераційну змінну variable, яку можна обробляти на власний розсуд. Цикл гарантує проходження усієї колекції (масиву) від першого елементу до останнього.

  ⇑

2. Приклади обробки масивів розширеним циклом for

2.1. Приклад. Обробка масиву чисел типу int (примітивний тип даних).

У прикладі демонструється використання розширеного циклу for для обробки одновимірного цілочисельного масиву A. Реалізовано підрахунок кількості парних чисел масиву.

// ініціалізація одновимірного масиву A
int[] A = { 1, 8, 3, 6, 5, 10, 31 , 24, 10, 13, 2, 4 };          
int k = 0; // кількість парних чисел
// розширений цикл for
for (int d : A)
    if (d % 2 == 0)
        k++; // k = 7

 

  ⇑

2.2. Приклад. Обробка масиву обʼєктів типу Book (книга)

Нехай задано клас Book, що реалізує книгу

// клас, що реалізує книгу
class Book {
    String title; // назва книги
    String author; // ім'я автора
    float price; // ціна
    int year; // рік видання
}

Використання розширеного циклу for для масиву типу Book може бути, наприклад, таким:

// оголошення одновимірного масиву типу Book
Book B[];

// виділити пам'ять для масиву з 4 посилань на тип Book
B = new Book[4];

// видідити пам'ять для кожного елементу масиву типу Book
for (int i=0; i<B.length; i++)
    B[i] = new Book();

// заповнити масив значеннями
B[0].title = "Book-1";
B[0].author = "Author-1";
B[0].price = 205.78f;
B[0].year = 2008;

B[1].title = "Book-2";
B[1].author = "Author-2";
B[1].price = 99.00f;
B[1].year = 2010;

B[2].title = "Book-3";
B[2].author = "Author-3";
B[2].price = 0.99f;
B[2].year = 2011;

B[3].title = "Book-4";
B[3].author = "Author-4";
B[3].price = 100.01f;
B[3].year = 2012;

// розширений цикл for
// пошук книг 2011, 2012 років       
for (Book book : B)
    if ((book.year==2011)||(book.year==2012))
        System.out.println("Book: " + book.title + ", " + book.author);

У результаті виконання вищенаведеного коду буде виведено такі рядки:

Book: Book-3, Author-3
Book: Book-4, Author-4

  ⇑

3. Приклади обробки колекцій розширеним циклом for

3.1. Приклад. Обробка колекції типу Integer з допомогою динамічного масиву ArrayList

У прикладі демонструється обробка колекції цілих чисел з допомогою класів ArrayList та Integer.

Клас ArrayList реалізує динамічний масив, який може збільшуватись або зменшуватись в міру необхідності. Щоб використовувати даний клас потрібно підключити пакет java.util. Оголошення класу ArrayList наступне:

class ArrayList<E>

де

  • E – тип об’єктів, які зберігаються в масиві.

Клас Integer є класом-обгорткою над типом int, що представляє собою цілочисельні значення. У даному прикладі клас ArrayList для обробки об’єктів типу Integer має вигляд:

class ArrayList<Integer>

Демонстрація використання розширеного циклу for для колекції цілих чисел з допомогою класу ArrayList показана нижче

// підключити пакет java.util
import java.util.*;

...

// клас ArrayList, об'єкт типу колекція Integer
// Integer - клас-обгортка для типу int
ArrayList<Integer> A = new ArrayList<Integer>(); // створити колекцію

// занести елементи в колекцію
A.add(5);
A.add(9);
A.add(-20);
A.add(11);
A.add(7); // A = { 5, 9, -20, 11, 7 }

// знайти суму елементів колекції
int sum = 0;
for (Integer i : A) // розширений цикл for
    sum += i;

System.out.println("Sum = " + sum); // Sum = 12




  ⇑

3.2. Обробка колекції типу Book з допомогою зв’язного списку LinkedList

Клас (тип) Book має наступне оголошення:

// клас, що реалізує книгу
class Book {
    String title; // назва книги
    String author; // ім'я автора
    float price; // ціна
    int year; // рік видання
}

У даному прикладі для демонстрації розширеного циклу for використовується клас LinkedList. Цей клас призначений для організації даних заданого типу в зв’язний список. Щоб використати клас LinkedList у програмі потрібно підключити пакет java.util. Оголошення класу має вигляд:

class LinkedList<E>

де

  • E – тип об’єктів, що зберігаються у списку. У нашому випадку цим типом є клас Book.

Програмний код, який формує список книг типу Book і обробляє його в розширеному циклі for (пошук заданої книги) має вигляд:

// підключити пакет java.util
import java.util.*;

...

// оголосити та створити об'єкт типу LinkedList<Book>
LinkedList<Book> LB = new LinkedList<Book>();
Book B = new Book(); // додаткова змінна

// сформувати список об'єктів LinkedList<Book>

// сформувати об'єкт типу Book
B.title = "Title-1";
B.author = "Author-1";
B.price = 10.00f;
B.year = 2000;

// додати об'єкт B у список
LB.add(B);

// додати другий об'єкт
B = new Book(); // виділити пам'ять
B.title = "Title-2";
B.author = "Author-2";
B.price = 20.00f;
B.year = 2001;
LB.add(B);

// додати третій об'єкт
B = new Book(); // виділити пам'ять
B.title = "Title-3";
B.author = "Author-3";
B.price = 30.00f;
B.year = 2002;
LB.add(B);

// вивести список LB
int i=0;
for (Book B2 : LB) {
    i++;
    System.out.println("Book - " + i + ": " + B2.title + ", " + B2.author);
}

System.out.println("-----------------------------------");

// вивести книги 2001 року випуску                       
for (Book B2 : LB)
    if (B2.year == 2001)
        System.out.println(B2.title + ", " + B2.author + ", " + B2.year);

У вищенаведеному коді в рядках

int i=0;
for (Book B2 : LB) {
    i++;
    System.out.println("Book - " + i + ": " + B2.title + ", " + B2.author);
}

номер позиції у зв’язному списку Book обчислюється шляхом введення додаткової змінної i. Бувають випадки, коли потрібно обробляти не всі елементи колекції. За значенням ітератора i можна визначати номер позиції об’єкту колекції, який має бути оброблений.

Після виконання вищенаведеного коду на екран буде виведено:

Book - 1: Title-1, Author-1
Book - 2: Title-2, Author-2
Book - 3: Title-3, Author-3
-----------------------------------
Title-2, Author-2, 2001

  ⇑

4. Які переваги та недоліки застосування розширеного циклу for для масивів

Розширений цикл for є зручним для обробки колекцій. Використання розширеного циклу for дає наступні переваги:

  • спрощеність та раціональність представлення у порівнянні з циклом for;
  • не потрібно використовувати додаткову змінну циклу, задавати її початкове значення та умову завершення циклу;
  • не потрібно індексувати масив.

Основний недолік розширеного циклу for:

  • відсутність “гнучкості” в оперуванні ітераційною змінною у випадках, коли потрібно здійснювати перебір не всіх елементів колекції. Наприклад, коли потрібно перебирати тільки перші n елементів усієї колекції або елементи, які лежать на певних позиціях (парних позиціях, непарних позиціях) в колекції. Однак, цей недолік можна обійти введенням додаткових змінних-ітераторів та перевірки умов.

  ⇑

Зв’язані теми

  ⇑