琐碎的想法（五）for 的前世今生

for

起因

记得大学上C语言的课，第一次遇到的问题就是循环结构里面的 for。

选择结构的 if 非常易懂，和日常生活的判断没有区别。

循环结构的 while 同样比较好理解。

本质上是一个判断

如果为真，继续循环。
如果不假，则退出循环。

而 for 会稍微复杂一些。

for (init-expr; test-expr; update-expr)

    body-statement

初始化表达式只执行一次
判断表达式执行
- 判断为真执行循环体
- 判断为假退出循环体
执行更新表达式

在实际的语义等同于(唯一区别是init-expr一个是内部变量，一个是外部变量)

    init-expr

    while (test-expr) {

        body-statement

        update-expr

    }

那么我们为什么要设计一个不那么好理解的循环结构呢？

因为这时候才入了编程的门————抽象，以及约定。

如果我们再往底层挖，会发现在汇编语言中是不存在while、for 关键字的。

最开始的程序总是从左到右，从上到下一条路走到黑的。

后面编程人员意识到编写重复的代码过于麻烦才创造了 loop 。

所以最开始需要人工写一个for或者while循环。

while 好理解在于和自然语言（英语）完全符合。

    当 条件满足 时， {

        执行 流程;

    }

而 for 循环的好处在于规范了 while 的使用。

初始化语句（init-expr）一般只用于循环，所以放在内部，便于回收变量。
循环条件（test-expr）一般配合更新语句一起使用（update-expr），实现循环有限次数。
三者的拆分使编写大段的循环或者嵌套循环时，更易读。

// 传统while循环

    int i = 0;

    while (i < 10) {

        handleX();

        i++;

        int j = 0;

        while (j < 5) {

            handleY();

            j++;

        }

    }

// for循环

    for (int i = 0; i < 10; i++) {

        handleX();

        for (int j = 0; j < 5; j++) {

            handleY();

        }

    }

所以 for 循环的出现也意味着编程人员开始在意的不仅仅是功能，而且看重可读性。

然而这并不会被满足。

之后还出现了

增强 for，部分语言的for-each,for...in。
lamdba 表达式中的 forEach() 方法。

注意：以下按 Java 实现的 foreach 举例。（其他编程语言不太熟悉）

增强 `for`

foreach 的规则

所有使用 foreach 的集合都必须实现 Iterable 接口
通过 iterator() 获取 iterator 对象
通过 iterator.hasNext() 判断是否存在元素。
通过 iterator.next() 获取下一个元素。
通过 iterator.remove() 移除返回的元素。(可选)

增强 `for` 的语法

    List<String> list = Arrays.asList("1", "2", "3", "4", "5");

    // for 版本

    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {

        System.out.println(list.get(i));

    }

    // foreach 版本

    for (String e : list) {

        System.out.println(e);

    }

    // 去"糖"后的while版本

    Iterator<String> iterator = list.iterator();

    while (iterator.hasNext()) {

        System.out.println(iterator.next());

    }

可以看出，foreach 对于 for、while 来说，好处是更加简单，符合直觉。

无需判断集合个数和中间变量减少代码出错可能性，统一通过 hasNext() 处理。
不用分析每个集合类如何获取元素，统一通过 next() 处理。
通过语法糖隐藏了 hasNext(), next() 逻辑，代码更易读。

`forEach()`

Java 7/8 受到了函数式语言的影响，实现了更简练的写法。

    // Iterable<T> 内实现的forEach

    default void forEach(Consumer<? super T> action) {

        Objects.requireNonNull(action);

        for (T t : this) {

            action.accept(t);

        }

    }

    List<String> list = Arrays.asList("1", "2", "3", "4", "5");

    // forEach()

    list.forEach(i -> System.out.print(i));

    // 方法引用

    list.forEach(System.out::print);

可以看出，forEach()的好处显而易见。

代码量比 foreach 更少，只关注遍历元素，甚至连元素类型都可以省略。
使用了方法引用后更进一步，我们关注的是这个集合执行了哪些操作，遍历每一次的含义在forEach()的方法已经体现了，甚至不需要写遍历的元素。

总结

可以看出，编程人员一直追寻的是更简单，更易读的代码。

他们不满足于汇编语言一遍遍的写同一行代码，创造了 while
不满足于复杂或多层 while 的不可读，创造了 for
不满足于 for 循环每一次定义的中间变量，创造了 foreach
不满足于 foreach 需要循环每一次的元素，利用了lamdba 的 Consumer，去掉了元素。