對(duì)于Java中的For循環(huán)和Foreach，哪個(gè)更快
?Java遍歷集合有兩種方法。一個(gè)是最基本的for循環(huán)，另一個(gè)是jdk5引入的for each。通過這種方法，我們可以更方便地遍歷數(shù)組和集合。但是你有沒有想過這兩種方法？哪一個(gè)遍歷集合更有效？
for-each實(shí)現(xiàn)方法
For-each不是一種新語法，而是Java的語法糖。在編譯時(shí)，編譯器將此代碼轉(zhuǎn)換為迭代器實(shí)現(xiàn)，并將其編譯為字節(jié)碼。
語法糖：
語法糖（Syntactic sugar），也譯為糖衣語法，是由英國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家彼得·約翰·蘭達(dá)（Peter J. Landin）發(fā)明的一個(gè)術(shù)語，指計(jì)算機(jī)語言中添加的某種語法，這種語法對(duì)語言的功能并沒有影響，但是更方便程序員使用。通常來說使用語法糖能夠增加程序的可讀性，從而減少程序代碼出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。
我們可以通過執(zhí)行命令javap-verbose-Testforeach反編譯以下編譯代碼：
public class TestForeach {
List<Integer> integers;
public void testForeach(){
for(Integer i : integers){
}
}
}
獲得的詳細(xì)字節(jié)碼如下：
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;
}
此字節(jié)碼的一般含義是使用getfileld命令來獲取integers變量并且調(diào)用List.iterator來獲取迭代器實(shí)例和調(diào)用iterator.hasNext。如果返回true，調(diào)用iterator.next方法。
請(qǐng)看，這是迭代器遍歷集合的實(shí)現(xiàn)邏輯。
基準(zhǔn)測(cè)試
現(xiàn)在讓我們使用for循環(huán)方法和for-each方法進(jìn)行測(cè)試。
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);
這是測(cè)試結(jié)果:
如你所見，結(jié)果是顯而易見的。對(duì)于ArrayList，使用For循環(huán)方法的性能優(yōu)于For each方法。
我們可以說for循環(huán)比for-each好嗎？
答案是否定的。在下一個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試中，我們將ArrayList更改為L(zhǎng)inkedList。 同樣，這里是測(cè)試結(jié)果。
原因分析
一些初學(xué)者可能想知道為什么ArrayList使用for循環(huán)方法遍歷得更快，而LinkedList則更慢，速度也非常慢？
這由ArrayList和LinkedList數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)決定。 ArrayList底層使用數(shù)組存儲(chǔ)元素。數(shù)組是連續(xù)的內(nèi)存空間。數(shù)據(jù)可以通過索引獲得。時(shí)間復(fù)雜度為O（1），因此速度很快。
LinkedList的底層是一個(gè)雙向鏈表。使用for循環(huán)實(shí)現(xiàn)遍歷，每次都需要從鏈表的頭節(jié)點(diǎn)開始。時(shí)間復(fù)雜度為O（n*n）。
結(jié)論
- 使用ArrayList時(shí)，for循環(huán)方法更快，因?yàn)閒or-each由迭代器實(shí)現(xiàn)，并且需要執(zhí)行并發(fā)修改驗(yàn)證。
- 使用LinkedList時(shí)，for-each比for循環(huán)快得多，因?yàn)長(zhǎng)inkedList是通過使用雙向鏈表實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)尋址都需要從頭節(jié)點(diǎn)開始。如果我們需要遍歷LinkedList，我們需要避免使用for循環(huán)。
- 使用迭代器模式，for-each不需要關(guān)心集合的具體實(shí)現(xiàn)。如果需要替換集合，無需修改代碼即可輕松替換。?
