Which is Faster For Loop or For-each in Java

对于Java中的Loop或Foreach,哪个更快

通过本文,您可以了解一些集合遍历技巧。

Java遍历集合有两种方法。一个是最基本的for循环,另一个是jdk5引入的for each。通过这种方法,我们可以更方便地遍历数组和集合。但是你有没有想过这两种方法?哪一个遍历集合更有效?

for-each实现方法

For-each不是一种新语法,而是Java的语法糖(语法糖百度百科)。在编译时,编译器将此代码转换为迭代器实现,并将其编译为字节码。我们可以通过执行命令javap-verbose-Testforeach反编译以下编译代码:

public class TestForeach {
List<Integer> integers;
public void testForeach(){
for(Integer i : integers){ }
}
}

获得的详细字节码如下:

public void testForeach();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=3, args_size=1
0: aload_0
1: getfield #2 // Field integers:Ljava/util/List;
4: invokeinterface #3, 1 // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator;
9: astore_1
10: aload_1
11: invokeinterface #4, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
16: ifeq 32
19: aload_1
20: invokeinterface #5, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
25: checkcast #6 // class java/lang/Integer
28: astore_2
29: goto 10
32: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 13: 29
line 14: 32
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
29 0 2 i Ljava/lang/Integer;
0 33 0 this Ltest/TestForeach;
}

此字节码的一般含义是使用getfileld命令来获取integers变量并且调用List.iterator来获取迭代器实例和调用iterator.hasNext。如果返回true,调用iterator.next方法。

请看,这是迭代器遍历集合的实现逻辑。

基准测试

现在让我们使用for循环方法和for-each方法进行测试。

public class ForLoopTest {

    public static void main(String[] args) {
List<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
arrayList.add(i);
} long arrayListStartTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
arrayList.get(i);
} long arrayListCost =System.currentTimeMillis()-arrayListStartTime;
System.out.println("ArrayList for loop traversal cost: "+ arrayListCost); long arrayListForeachStartTime = System.currentTimeMillis();
for (Integer integer : arrayList) { } long arrayListForeachCost =System.currentTimeMillis()-arrayListForeachStartTime;
System.out.println("ArrayList foreach traversal cost: "+ arrayListForeachCost);

这是测试结果:

如你所见,结果是显而易见的。对于ArrayList,使用For循环方法的性能优于For each方法。

我们可以说for循环比for-each好吗?

答案是否定的。在下一个基准测试中,我们将ArrayList更改为LinkedList。

同样,这里是测试结果。

原因分析

一些初学者可能想知道为什么ArrayList使用for循环方法遍历得更快,而LinkedList则更慢,速度也非常慢?

这由ArrayList和LinkedList数据结构决定。

ArrayList底层使用数组存储元素。数组是连续的内存空间。数据可以通过索引获得。时间复杂度为O(1),因此速度很快。

LinkedList的底层是一个双向链表。使用for循环实现遍历,每次都需要从链表的头节点开始。时间复杂度为O(n*n)。

结论

  1. 使用ArrayList时,for循环方法更快,因为for-each由迭代器实现,并且需要执行并发修改验证。
  2. 使用LinkedList时,for-each比for循环快得多,因为LinkedList是通过使用双向链表实现的。每个寻址都需要从头节点开始。如果我们需要遍历LinkedList,我们需要避免使用for循环。
  3. 使用迭代器模式,for-each不需要关心集合的具体实现。如果需要替换集合,无需修改代码即可轻松替换。

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