喝咖啡休息#137。For 循环或 Foreach - Java 中哪一个更快？循环遍历 Java 映射中每个条目的 8 种有效方法

For 循环或 Foreach - Java 中哪一个更快？

来源：Medium 几年前，当我找工作时，我在面试中被问到的问题之一是我们是否应该使用for或forEach来迭代ArrayList？ 关于forEach和for之间偏好差异的争论已经存在很长时间了。我的印象是forEach更快。但最后我意识到我错了。仅供参考， Java 1.5 中引入的forEach循环（或改进的for循环）通过完全隐藏迭代器或索引变量来消除混乱和错误的可能性。我相信for和forEach之间唯一的实际区别是，对于索引对象，我们无法访问索引。

for(int i = 0; i < mylist.length; i++) {
 if(i < 5) {
 //do something
 } else {
 //do other stuff
 }
}

但是，我们可以使用forEach创建一个int类型的单独索引变量。例如：

int index = -1;
for(int myint : mylist) {
 index++;
 if(index < 5) {
 //do something
 } else {
 //do other stuff
 }
}

让我们编写一个简单的类，它有一个foreachTest()方法，该方法使用forEach迭代列表。

import java.util.List;

public class ForEachTest {
	List<Integer> intList;

    public void foreachTest(){
        for(Integer i : intList){

        }
    }
}

当我们编译此类时，编译器在内部将代码转换为迭代器实现。我通过运行javap -verbose IterateListTest反编译了已编译的代码。

public void foreachTest();
   descriptor: ()V
   flags: ACC_PUBLIC
   Code:
     stack=1, locals=3, args_size=1
        0: aload_0
        1: getfield      #19                 // Field intList:Ljava/util/List;
        4: invokeinterface #21,  1           // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator;
        9: astore_2
       10: goto          23
       13: aload_2
       14: invokeinterface #27,  1           // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
       19: checkcast     #33                 // class java/lang/Integer
       22: astore_1
       23: aload_2
       24: invokeinterface #35,  1           // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
       29: ifne          13
       32: return
     LineNumberTable:
       line 9: 0
       line 12: 32
     LocalVariableTable:
       Start  Length  Slot  Name   Signature
           0      33     0  this   Lcom/greekykhs/springboot/ForEachTest;
     StackMapTable: number_of_entries = 2
       frame_type = 255 /* full_frame */
         offset_delta = 13
         locals = [ class com/greekykhs/springboot/ForEachTest, top, class java/util/Iterator ]
         stack = []
       frame_type = 9 /* same */

从上面的字节码我们看到：

1. getfield命令用于获取整型变量。

2. 调用List.iterator获取迭代器实例。

3. 调用iterator.hasNext。如果返回 true，则应该调用iterator.next方法。

让我们运行一个性能测试。在主IterateListTest方法中，我创建了一个列表并使用for和forEach循环对其进行迭代。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IterateListTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> mylist = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            mylist.add(i);
        }

        long forLoopStartTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < mylist.size(); i++) {mylist.get(i);}

        long forLoopTraversalCost =System.currentTimeMillis()-forLoopStartTime;
        System.out.println("for loop traversal cost for ArrayList= "+ forLoopTraversalCost);

        long forEachStartTime = System.currentTimeMillis();
        for (Integer integer : mylist) {}

        long forEachTraversalCost =System.currentTimeMillis()-forEachStartTime;
        System.out.println("foreach traversal cost for ArrayList= "+ forEachTraversalCost);
	}
}

结果如下： 正如我们所看到的， for循环的性能优于forEach循环。如果您使用LinkedList而不是ArrayList，您可以看到forEach 的性能比LinkedList更好。 ArrayList内部使用数组来存储元素。由于数组是连续的内存区域，因此时间复杂度为 O(1)。这是因为数据是通过索引检索的。 LinkedList使用双向链表。当我们使用for循环实现遍历时，每次都是从链表的头节点开始，所以时间复杂度为O(n*n)。

循环遍历 Java 映射中每个条目的 8 种有效方法

来源：Medium 上周，一位实习生问我如何迭代 Java Map。我回答说，因为很简单，这个问题的答案总是在谷歌上。一段时间后，她把StackOverflow上的页面地址发给我，结果发现有很多人在关注这个问题。因此，我决定深入探讨迭代问题，并与大家分享几种实现迭代的方法。

1.使用迭代器和Map.Entry

@Test
public void test1_UsingWhileAndMapEntry(){
    long i = 0;
    Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> it = map.entrySet().iterator();
    while (it.hasNext()) {
        Map.Entry<Integer, Integer> pair = it.next();
        i += pair.getKey() + pair.getValue();
    }
    System.out.println(i);
}

2.使用foreach和Map.Entry

@Test
public void test2_UsingForEachAndMapEntry(){
    long i = 0;
    for (Map.Entry<Integer, Integer> pair : map.entrySet()) {
        i += pair.getKey() + pair.getValue();
    }
    System.out.println(i);
}

3. 从 Java 8 使用 foreach

@Test
public void test3_UsingForEachAndJava8(){
    final long[] i = {0};
    map.forEach((k, v) -> i[0] += k + v);
    System.out.println(i[0]);
}

4.使用keySet和foreach

@Test
public void test4_UsingKeySetAndForEach(){
    long i = 0;
    for (Integer key : map.keySet()) {
        i += key + map.get(key);
    }
    System.out.println(i);
}

5.使用keySet和iterator

@Test
public void test5_UsingKeySetAndIterator(){
    long i = 0;
    Iterator<Integer> it = map.keySet().iterator();
    while (it.hasNext()) {
        Integer key = it.next();
        i += key + map.get(key);
    }
    System.out.println(i);
}

6. 使用 for 和 Map.Entry

@Test
public void test6_UsingForAndIterator(){
    long i = 0;
    for (Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = map.entrySet().iterator(); entries.hasNext(); ) {
        Map.Entry<Integer, Integer> entry = entries.next();
        i += entry.getKey() + entry.getValue();
    }
    System.out.println(i);
}

7.使用Java 8 Stream API

@Test
public void test7_UsingJava8StreamApi(){
    System. out .println(map.entrySet().stream().mapToLong(e -> e.getKey() + e.getValue()).sum());
}

8. Java 8 Stream API的并行使用

@Test
public void test8_UsingJava8StreamApiParallel(){
    System. out .println(map.entrySet().parallelStream().mapToLong(e -> e.getKey() + e.getValue()).sum());
}

每种方法在速度方面的比较：

public final static Integer SIZE = 1000000;
public Map<Integer, Integer> map = toMap();
public Map<Integer, Integer> toMap(){
    map = new HashMap<>(SIZE);
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        map.put(i, i);
    }
    return map;
}

我们得到：

结论

通过对比数据可以看出，当数量较少时，方法6耗时最长，方法8耗时最长，而当数量较多时，由于方法8是同时执行的，所以耗时最少。有趣的是，测试执行顺序始终是 for -> while -> foreach/stream 我不知道为什么:(