Для чего используется цикл foreach
Все способы перебора массива в JavaScript
Содержание:
I. Перебор настоящих массивов
1. Метод forEach и родственные методы
Если ваш проект рассчитан на поддержку возможностей стандарта ECMAScript 5 (ES5), вы можете использовать одно из его нововведений — метод forEach.
В общем случае использование forEach требует подключения библиотеки эмуляции es5-shim для браузеров, не имеющих нативной поддержки этого метода. К ним относятся IE 8 и более ранние версии, которые до сих пор кое-где еще используются.
К достоинствам forEach относится то, что здесь не нужно объявлять локальные переменные для хранения индекса и значения текущего элемента массива, поскольку они автоматически передаются в функцию обратного вызова (колбек) в качестве аргументов.
Если вас беспокоят возможные затраты на вызов колбека для каждого элемента, не волнуйтесь и прочитайте это.
2. Цикл for
Старый добрый for рулит:
Если длина массива неизменна в течение всего цикла, а сам цикл принадлежит критическому в плане производительности участку кода (что маловероятно), то можно использовать «более оптимальную» версию for с хранением длины массива:
Теоретически этот код должен выполняться чуть быстрее, чем предыдущий.
Если порядок перебора элементов не важен, то можно пойти еще дальше в плане оптимизации и избавиться от переменной для хранения длины массива, изменив порядок перебора на обратный:
Тем не менее, в современных движках JavaScript подобные игры с оптимизацией обычно ничего не значат.
3. Правильное использование цикла for. in
Тем не менее, в некоторых случаях, таких как перебор разреженных массивов, for. in может оказаться полезным, если только соблюдать при этом меры предосторожности, как показано в примере ниже:
Чтобы не писать такой громоздкий код проверок каждый раз, когда требуется перебор массива, можно оформить его в виде отдельной функции:
Тогда тело цикла из примера значительно сократится:
Рассмотренный выше код проверок является универсальным, подходящим для всех случаев. Но вместо него можно использовать более короткую версию, хотя формально и не совсем правильную, но, тем не менее, подходящую для большинства случаев:
4. Цикл for. of (неявное использование итератора)
ES6, пока все еще пребывающий в статусе черновика, должен ввести в JavaScript итераторы.
Пример использования for. of :
В приведенном примере цикл for. of неявно вызывает итератор объекта Array для получения каждого значения массива.
5. Явное использование итератора
II. Перебор массивоподобных объектов
1. Использование способов перебора настоящих массивов
Как минимум большинство, если не все, способы перебора настоящих массивов могут быть применены для перебора массивоподобных объектов.
Конструкции for и for. in могут быть применены к массивоподобным объектам точно тем же путем, что и к настоящим массивам.
forEach и другие методы Array.prototype также применимы к массивоподобным объектам. Для этого нужно использовать вызов Function.call или Function.apply.
Для удобства повторного использования этого приема, можно объявить ссылку на метод Array.prototype.forEach в отдельной переменной и использовать ее как сокращение:
Если в массивоподобном объекте имеется итератор, то его можно использовать явно или неявно для перебора объекта таким же способом, как и для настоящих массивов.
2. Преобразование в настоящий массив
Например, если вы хотите преобразовать коллекцию NodeList в настоящий массив, вам нужен примерно такой код:
Циклы do while и foreach
Цикл do. while в C# — это версия while с постпроверкой условия. Это значит, что условие цикла проверяется после выполнения тела цикла. Следовательно, циклы do. while удобны в тех ситуациях, когда блок операторов должен быть выполнен как минимум однажды. Ниже приведена общая форма оператора цикла do-while:
При наличии лишь одного оператора фигурные скобки в данной форме записи необязательны. Тем не менее они зачастую используются для того, чтобы сделать конструкцию do-while более удобочитаемой и не путать ее с конструкцией цикла while. Цикл do-while выполняется до тех пор, пока условное выражение истинно. В качестве примера использования цикла do-while можно привести следующую программу, расчитывающую факториал числа:
Цикл foreach
Цикл foreach служит для циклического обращения к элементам коллекции, представляющей собой группу объектов. В C# определено несколько видов коллекций, каждая из которых является массивом. Ниже приведена общая форма оператора цикла foreach:
Здесь тип имя_переменной_цикла обозначает тип и имя переменной управления циклом, которая получает значение следующего элемента коллекции на каждом шаге выполнения цикла foreach. А коллекция обозначает циклически опрашиваемую коллекцию, которая здесь и далее представляет собой массив. Следовательно, тип переменной цикла должен соответствовать типу элемента массива. Кроме того, тип может обозначаться ключевым словом var. В этом случае компилятор определяет тип переменной цикла, исходя из типа элемента массива. Это может оказаться полезным для работы с определенного рода запросами. Но, как правило, тип указывается явным образом.
Оператор цикла foreach действует следующим образом. Когда цикл начинается, первый элемент массива выбирается и присваивается переменной цикла. На каждом последующем шаге итерации выбирается следующий элемент массива, который сохраняется в переменной цикла. Цикл завершается, когда все элементы массива окажутся выбранными.
foreach
Конструкция foreach предоставляет простой способ перебора массивов. Foreach работает только с массивами и объектами, и будет генерировать ошибку при попытке использования с переменными других типов или неинициализированными переменными. Существует два вида синтаксиса:
Первый цикл перебирает массив, задаваемый с помощью array_expression. На каждой итерации значение текущего элемента присваивается переменной $value и внутренний указатель массива увеличивается на единицу (таким образом, на следующей итерации цикла работа будет происходить со следующим элементом).
Второй цикл будет дополнительно соотносить ключ текущего элемента с переменной $key на каждой итерации.
Когда оператор foreach начинает исполнение, внутренний указатель массива автоматически устанавливается на первый его элемент Это означает, что нет необходимости вызывать функцию reset() перед использованием цикла foreach.
Так как оператор foreach опирается на внутренний указатель массива, его изменение внутри цикла может привести к непредсказуемому поведению.
Для того, чтобы напрямую изменять элементы массива внутри цикла, переменной $value должен предшествовать знак &. В этом случае значение будет присвоено по ссылке.
Указатель на $value возможен, только если на перебираемый массив можно ссылаться (т.е. если он является переменной). Следующий код не будет работать:
Оператор foreach не поддерживает возможность подавления сообщений об ошибках с помощью префикса ‘@’.
Вы могли заметить, что следующие конструкции функционально идентичны:
Следующие конструкции также функционально идентичны:
Вот еще несколько примеров, демонстрирующие использование оператора:
/* Пример 1: только значение */
/* Пример 2: значение (для иллюстрации массив выводится в виде значения с ключом) */
$i = 0 ; /* только для пояснения */
/* Пример 3: ключ и значение */
/* Пример 4: многомерные массивы */
$a = array();
$a [ 0 ][ 0 ] = «a» ;
$a [ 0 ][ 1 ] = «b» ;
$a [ 1 ][ 0 ] = «y» ;
$a [ 1 ][ 1 ] = «z» ;
/* Пример 5: динамические массивы */
Распаковка вложенных массивов с помощью list()
В PHP 5.5 была добавлена возможность обхода массива массивов с распаковкой вложенного массива в переменные цикла, передав list() в качестве значения.
Результат выполнения данного примера:
Результат выполнения данного примера:
О тонкостях работы foreach в PHP
В недавнем дайджесте интересных ссылок о PHP я обнаружил ссылку на комментарий Никиты Попова на StackOverflow, где он подробно рассказывает о механизме «под капотом» управляющей конструкции foreach.
Поскольку foreach действительно иногда работает более, чем странным образом, я счел полезным сделать перевод этого ответа.
Внимание: этот текст подразумевает наличие базовых знаний о функциональности zval’ов в PHP, в частности вы должны знать что такое refcount и is_ref.
foreach работает с сущностями разных типов: с массивами, с простыми объектами (где перечисляются доступные свойства) и с Traversable-объектами (вернее, объектами, у которых определен внутренний обработчик get_iterator). Здесь мы, в основном, говорим о массивах, но я скажу и об остальных в самом конце.
Прежде чем приступить, пара слов о массивах и их обходе, важная для понимания контекста.
Как работает обход массивов
Массивы в PHP являются упорядоченными хеш-таблицами (элементы хеша объединены в двусвязный список) и foreach обходит массив, следуя указанному порядку.
Таким образом, внешние указатели массива могут быть использованы только когда вы полностью уверены, что при обходе никакого пользовательского кода выполняться не будет. А такой код может оказаться в самом неожиданном месте, типа обработчика ошибок или деструктора. Вот почему в большинстве случаев PHP приходится использовать внутренний указатель вместо внешнего. Если бы это было иначе, PHP мог бы упасть из-за segmentation fault, как только пользователь начнет делать что-нибудь необычное.
Проблема внутреннего указателя в том, что он является частью HashTable. Так что, когда вы изменяете его, HashTable меняется вместе с ним. И коль скоро обращение к массивам в PHP делается по значению (а не по ссылке), вы вынуждены копировать массив, чтобы в цикле обходить его элементы.
Простой пример, показывающий важность копирования (кстати, не такая большая редкость), это вложенная итерация:
Здесь вы хотите чтобы оба цикла были независимым, а не хитро перебрасывались одним указателем.
Итак, мы дошли до foreach.
Обход массива в foreach
Теперь вы знаете, для чего foreach приходится создавать копию массива, прежде чем обойти его. Но это явно не вся история. Сделает PHP копию или нет, зависит от нескольких факторов:
Итак, это первая часть тайны: функция копирования. Вторая часть это то, как текущая итерация выполняется, и она тоже довольно странная. «Обычный» образец итерации, который вы уже знаете (и который часто используется в PHP — отдельно от foreach) выглядит примерно так (псевдокод):
итерация foreach выглядит немного иначе:
Такой режим работы foreach также является причиной, по которой внутренний указатель массива переходит к следующему элементу, если текущий удалён, а не к предыдущему (как вы могли бы ожидать). Всё сделано так, чтобы отлично работать с foreach (но, очевидно, со всем остальным будет работать не так хорошо, пропуская элементы).
Последствия для кода
Первое следствие вышеописанного поведения в том, что foreach копирует итерируемый массив в многих случаях (медленно). Но отриньте страх: я пробовал удалить требование копирования и не смог увидеть ускорения работы нигде, кроме искусственных бенчмарков (в которых итерация происходила в два раза быстрее). Похоже, люди просто не итерируют достаточно много.
Второе следствие в том, что обычно не должно быть других следствий. Поведение foreach, в основном, вполне понятно пользователю и просто работает как следует. Вас не должно волновать, как происходит копирование (и происходит ли оно вообще), и в какой конкретно момент времени перемещается указатель.
И третье следствие — и тут мы как раз подходим к вашим проблемам — в том, что иногда мы видим очень странное поведение, которое трудно понять. Это происходит конкретно тогда, когда вы пытаетесь модифицировать сам массив, который вы обходите в цикле.
Большую коллекцию поведения в пограничных случаях, которые появляются, когда вы модифицируете массив в ходе итерации, можно найти в тестах PHP. Вы можете начать с этого теста, после чего изменять 012 на 013 в адресе, и так далее. Вы увидите, как поведение foreach будет проявляться в разных ситуациях (всякие комбинации ссылок и.т.д.).
А сейчас вернёмся к вашим примерам:
Та же ситуация, что и в первом тесте.
Но эти примеры недостаточно убедительны. Поведение начинает быть по настоящему непредсказуемым, когда вы используете current в цикле:
Теперь попробуем сделать небольшое изменение:
Здесь у нас is_ref=1, так что массив не копирован (так как и выше). Но сейчас когда есть is_ref, массив больше не нужно разделять, передавая по ссылке к current. Теперь current и foreach работают с одним массивом. Вы видите массив сдвинутым на единицу как раз из-за того, как foreach обращается с указателем.
То же самое вы увидите, когда будете делать обход массива по ссылкам:
Еще одна небольшая вариация, здесь мы присвоим наш массив еще одной переменной:
Итерация объектов
При итерации объектов имеет смысл рассмотреть два случая:
Объект не Traversable (вернее, не определен внутренний обработчик get_iterator)
В этом случае итерация происходит почти так же, как у массивов. Та же семантика копирования. Единственное отличие: foreach запустит некий дополнительный код, чтобы пропустить свойства, недоступные в текущей области видимости. Еще пара интересных фактов:
Объект Traversable
В этом случае всё, что сказано выше, не будет применяться никоим образом. Также PHP не будет копировать и не будет применять никакие трюки вроде увеличения указателя до прохода цикла. Я думаю что режим прохода по обходимому (Traversable) объекту куда более предсказуем и не требует дальнейшего описания.
Замена итерируемого объекта во время цикла
Другой необычный случай, который я не упомянул — PHP допускает возможность замены итерируемого объекта во время цикла. Вы можете начать с одним массивом и продолжить, заменив его на полдороге другим. Или начать с массивом, в затем заменить его объектом:
Как видите, PHP просто начал обходить другую сущность, как только произошла замена.
Изменение внутреннего указателя массива во время итерации
Последняя деталь поведения foreach, которую я не упомянул (потому что может быть использована для получения по настоящему странного поведения): что может случиться если попытаться изменить внутренний указатель массива во время прохода цикла.
Тут вы можете получить не то, что ожидали: если вызывать next или prev в теле цикла (в случае передачи по ссылке), вы увидите, что внутренний указатель переместился, но это никак не повлияло на поведение итератора. Причина в том, что foreach делает бекап текущей позиции и хеша текущего элемента в HashPointer после каждого прохода цикла. На следующей проходе foreach проверит, не менялась ли позиция внутреннего указателя и попытается восстановить ее, используя этот хеш.
Давайте посмотрим что означает «попытается». Первый пример показывает, как изменение внутреннего указателя не меняет режим foreach:
Теперь давайте попробуем сделать unset элементу, к которому обратится foreach при первом проходе (ключ 1):
Тут вы увидите, что счетчик сброшен, так как не удалось найти элемент с подходящим хешом.
Имейте в виду, хеш — всего лишь хеш. Случаются коллизии. Попробуем теперь так:
Работает так, как мы и ожидали. Мы удалили ключ EzFY (тот, где как раз был foreach), так что был сделан сброс. Также мы добавили дополнительный ключ, поэтому в конце мы видим 4.
И вот тут приходит неведомое. Что произойдёт, если заменить ключ FYFY с FYFZ? Давайте попробуем:
Сейчас цикл перешёл непосредственно к новому элементу, пропуская всё остальное. Это потому что ключ FYFY имеет коллизию с EzFY (вообще-то, все ключи из этого массива тоже). Более этого, элемент FYFY находится по тому же адресу в памяти, что и элемент EzFY который только что был удален. Так что для PHP это будет та же самая позиция с тем же хешом. Позиция «восстановлена» и происходит переход к концу массива.
Объясните, как работают for и foreach, для чего они нужны?
Начал самообучение C#.
Никак не пойму, для чего нужны for, foreach (точнее, вроде как понимаю, но не совсем). Покажите наглядный пример для чего они нужны, понятный даже для того кто не учит яп.
3 ответа 3
С нуля так с нуля. Значит пойдем с самого начала.
Для начала разберемся с циклом for
Возьмем самый простой пример, допустим вы хотите вывести числа от 0 до 9 построчно.
Очевидно, что можно сделать так:
Результат конечно достигнут, но что делать если чисел не 10, а 10000?
Ок, попробуем обойтись совсем старыми средствами (данный код строго демонстрационный, хоть он и работает, использовать его не надо нигде и никогда)
Цель достигнута? Безусловно. Но почему этот код плохой? Представьте что в вашей программе не одна метка, а пара десятков, запутаться какая для чего и когда именно на нее будет возврат проще простого. Читать такой код очень тяжело, искать ошибки еще тяжелее. Хотя надо отметить что на самом нижнем уровне оно именно так и работает, но у нас же язык высокого уровня, значит должны быть более простые и понятные человеку конструкции. И они есть, в первую очередь универсальный, во всех смыслах, цикл while :
Последняя проблема решается с помощью цикла for :
Как видите, и начальное значение счетчика, и условие, и правило изменения счетчика задаются в одной конструкции максимально близко друг к другу, что позволяет сразу заметить ошибку не бегая по всему коду цикла.
Для компилятора и CLR, которая будет выполнять ваш код, разницы между этими вариантами абсолютно никакой, но исходный код программы должен быть понятен человеку, который будет его читать и отлаживать. Поэтому в рассмотренном примере использование цикла ‘for’ предпочтительнее.
Цель достигнута? Да, но. для того, чтобы понять с чем мы вообще работаем, нужно найти в коде объявление нашей коллекции и посмотреть из каких элементов она состоит. В общем работает, но читать такое, мягко говоря, не комфортно. А если код не такой простой как в нашем примере, то вообще мрак.
Вот тут и понадобится цикл foreach :
Ну вот как-то так. Если кто-то может дополнить и/или найдет неточности, дайте знать в комментариях, внесу правки.
PS: Я в курсе, что конструкция под капотом foreach более забористая, но намерено не стал приводить полную развертку, т.к. считаю, что для понимания полезности foreach этого должно быть достаточно.