Foreach
面試中，初入行業的人往往最怕問到基礎的原理問題，爲什麼呢？因爲初入行業的人，對新技術、框架等比較好奇，研究的內容多而廣，卻遲遲停留於表面。如果你是這類人，那麼咱麼一起來研究熟悉而又陌生的內容，如果不是，那麼請多多指教。
介紹
起源
最早Foreach出現於Jdk1.5中，較爲舒適的寫法，引來了大量注目者，直至如今，已經廣泛的出現代碼中。此優秀的書寫規則一直被沿用下去，在Jdk1.8中，出現了Lamda表達式、Stream流等，皆是延用此寫法。
優點
- 書寫簡單，看起來清爽
缺點
- 遍歷過程中無法操作元素，比如賦值、刪除操作（此刪除操作有彩蛋，具體請看JavaList遍歷之刪除）。
- 同時只能遍歷一個Collection或數組，不能同時遍歷多餘一個Collection或數組。
- 只能正向遍歷，不能反向遍歷
- 只能Jdk1.5及之後的版本可以支持（相信這個對大夥，都是不存在的問題，是誰還用老版本呢）
原理
說的人多了，那便是真理？網上搜一搜Foreach原理，大致都這麼說：Foreach最終會變爲迭代器來完成遍歷的。
對此，半信半疑，是個程序員，有點自信的，一定要問，爲啥，啥時候把Foreach變爲迭代器遍歷了，在編譯前底層代碼處理，還是編譯後直接改寫爲迭代器遍歷？
好，我們不妨先提出了三個問題：
- List實現了迭代器，如果證明？
- 何時把Foreach執行，改成了和迭代器遍歷的一個效果？
- 數組也可以使用Foreach遍歷，但是好像沒有實現迭代器呀？
List與迭代器
博主不是一個大神，但是絕對是一個好奇的人，不管是爲了面試，還是爲了在小夥伴面前吹一波，博主和大家一樣，翻了常用的集合源碼，爲了驗證迭代器的實現也看到了以下的實現圖：
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-tWhrzhYI-1583936760604)(Foreach.assets/List.png)]
這裏很明顯的一點就是AbstractList實現了Iterable接口，這個Iterable大家也不會陌生，肯定和Iterator有關，不妨扒出來看看，下面這張圖可以看出，其中方法iterator()直接返回了一個迭代器。這個方法也是我們使用迭代器遍歷List，經常要用到的方法。
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-mrsm2rqD-1583936760611)(Foreach.assets/image-20191210203244936.png)]
再看看我們我們平時使用迭代器遍歷的寫法，原來如此，但是各位要注意的是：每個集合的
Iterator iterator = getList().iterator();
while(iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
iterator()方法的實現並非都進行了重寫，以Jdk1.8爲例，ArrayList重寫了iterator()方法，實現了自己的Inner Class：Itr(Itr實現了Iterator接口)，而LinkedList並沒有重寫iterator()方法，而是其父類AbstractSequentialList負責進行了重寫。
到此，我們已經驗證了List中的確實現了迭代器相關的內容。
Foreach如何變成了迭代器遍歷
在講着個問題之前，博主先說下，還在翻Jdk源碼、各種在源碼打斷點的童鞋，停下來，咱麼要麼百度下，要麼看下Jdk官方文檔，如果都不行，那你就聽我嘮嘮嗑。爲什麼這麼說呢，壓根在Jdk源碼中，就找不到Foreach被改寫或者被執行成迭代器的代碼。
那麼，答案是什麼呢？不賣關子了，講重點：
Jdk的編譯器在編譯的時候，會將Foreach語句改寫爲迭代器遍歷的寫法，這個改動從Jdk1.5開始。
What？編譯器搞得鬼？我有點不信，就說誰動了我代碼。不信的話，你聽我講一個驗證的方案。咱們把含有Foreach的代碼編譯一下，在把字節碼反編譯一下（能看得懂字節碼的同學請忽略反編譯過程），看看最終反編譯獲得的代碼是不是不一樣了，原本的Foreach被改寫成了迭代器遍歷。
反編譯工具：IDEA就行，通過直接打開Target下面的.class文件，即可得到反編譯之後的代碼。代碼如下：
@Test
public void testForeachSource() {
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3);
for (Integer i : list) {
System.out.println(i);
}
}
反編譯後：
@Test
public void testForeachSource() {
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3);
Iterator var2 = list.iterator();
while(var2.hasNext()) {
Integer i = (Integer)var2.next();
System.out.println(i);
}
}
看到了吧，被編譯器搞了一波吧，好叻，收拾收拾，各位準備找同事、朋友吹牛去了。
數組爲何可以用Foreach
估摸着大家看了上面的分析，都能猜測下面該怎麼驗證數組的實現了。
測試代碼如下：
@Test
public void testArrayForeachSource() {
Integer[] array = new Integer[3];
array[0] = 0;
array[1] = 1;
array[2] = 2;
for (Integer i : array) {
System.out.println(i);
}
}
反編譯：
@Test
public void testArrayForeachSource() {
Integer[] array = new Integer[]{0, 1, 2};
Integer[] var2 = array;
int var3 = array.length;
for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {
Integer i = var2[var4];
System.out.println(i);
}
}
看了反編譯後面的代碼，無需多說，編譯器在對數組的Foreach處理時，會改寫成基本的for()循環來處理。
舉一反三
看一道題：
@Test
public void testForeach() {
for (Integer i : getList()) {
System.out.println(i);
}
System.out.println("&&&&&&&");
for (Integer i : getArrays()) {
System.out.println(i);
}
System.out.println("&&&&&&&");
for (int i = 0; i < getArrays().length; i++) {
System.out.println(i);
}
}
private static List<Integer> getList() {
System.out.println("------------");
return Arrays.asList(1, 2, 3);
}
private static Integer[] getArrays() {
System.out.println("------------");
return (Integer[]) Arrays.asList(1, 2, 3).toArray();
}
你們認爲，執行結果事什麼呢？猜錯了沒事，在看下下面的反編譯代碼，你就會明白爲什麼了。
以下爲執行結果：
------------
1
2
3
&&&&&&&
------------
1
2
3
&&&&&&&
------------
0
------------
1
------------
2
------------
反編譯：
@Test
public void testForeach() {
Iterator var1 = getList().iterator();
while(var1.hasNext()) {
Integer i = (Integer)var1.next();
System.out.println(i);
}
System.out.println("&&&&&&&");
Integer[] var5 = getArrays();
int var7 = var5.length;
for(int var3 = 0; var3 < var7; ++var3) {
Integer i = var5[var3];
System.out.println(i);
}
System.out.println("&&&&&&&");
for(int i = 0; i < getArrays().length; ++i) {
System.out.println(i);
}
}
private static List<Integer> getList() {
System.out.println("------------");
return Arrays.asList(1, 2, 3);
}
private static Integer[] getArrays() {
System.out.println("------------");
return (Integer[])((Integer[])Arrays.asList(1, 2, 3).toArray());
}