编译器如何生成 Java 的 for 循环代码

关于增强型循环的语义for

以下是 Java 语言规范第 3 版的相关摘录，为清楚起见，稍作编辑：

JLS 14.14.2 语句的增强

增强语句的格式为：for

for ( Type Identifier : Expression ) Statement

如果 的类型是数组类型，则增强型语句的含义由以下基本语句给出：ExpressionT[]forfor

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

其中 和 是编译器生成的标识符，与在发生增强语句时作用域中的任何其他标识符（编译器生成的或以其他方式）不同。aifor

因此，实际上该语言确实保证了它只会被评估一次。Expression

为了完整起见，以下是 is 类型时的等效性：ExpressionIterable

JLS 14.14.2 语句的增强

增强语句的格式为：for

for ( Type Identifier : Expression ) Statement

如果 的类型是 的子类型，则设为表达式 的类型。增强语句等效于以下形式的基本语句：ExpressionIterableIExpression.iterator()forfor

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

其中 是编译器生成的标识符，它与在发生增强语句时作用域中的任何其他标识符（编译器生成的或以其他方式）不同。iterfor

请注意，如果既不是数组也不是数组，则这是编译时错误，因此上述两种情况是可以使用增强型循环的唯一情况。此外，为清楚起见，上面的引号省略了有关环上附加的任何标签和 附加在 上的任何修饰符的信息，但这些都按照人们的期望进行处理。ExpressionIterableforforIdentifier

关于增强循环的性能for

以下是《有效的 Java 第 2 版》第 46 项中的一句话：比传统的 for 循环更喜欢 for-each 循环

在 1.5 版中引入的 for-each 循环通过完全隐藏迭代器或索引变量来消除混乱和出错的机会。生成的成语同样适用于集合和数组。请注意，使用 for-each 循环不会降低性能，即使对于数组也是如此。实际上，在某些情况下，与普通循环相比，它可能会提供轻微的性能优势，因为它只计算数组索引的限制一次。虽然你可以手动完成此操作，但程序员并不总是这样做。for

因此，该书声称，实际上一些编译器超越了JLS转换，并对for-each循环执行额外的优化（当然，同时仍然保持其语义）。

总之，您不必担心 for-每个循环的性能。语言的规范是明智的（只评估一次），正是因为这是许多场景中的首选构造，编译器将确保尽可能地优化它们。Expression

另请参见

• Java 语言指南/for-each 循环
  • 包含惯用语用法的示例，以及它如何帮助最大限度地减少出错的机会

JDK 1.4 引入了接口。它旨在为算法提供提示，对于给定的实现，迭代更有效：RandomAccessList

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

比

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

前循环是否考虑了这一点？还是它完全忽略了一个事实，即给定的可迭代实际上是一个列表？

应该注意的是，这意味着添加测试和向下转换将起作用，这将增加一个并不总是值得的开销，并且可以被认为是编译器语法糖功能的过早优化。(iterable instanceof List && iterable instanceof RandomAccess)List