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主要介紹HashMap的四種循環(huán)遍歷方式，各種方式的性能測試對比，根據(jù)HashMap的源碼實現(xiàn)分析性能結(jié)果，總結(jié)結(jié)論。
1. Map的四種遍歷方式
下面只是簡單介紹各種遍歷示例(以HashMap為例)，各自優(yōu)劣會在本文后面進行分析給出結(jié)論。
(1) for each map.entrySet()
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Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); for (Entry<String, String> entry : map.entrySet()) { entry.getKey(); entry.getValue(); } |
(2) 顯示調(diào)用map.entrySet()的集合迭代器
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Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry<String, String> entry = iterator.next(); entry.getKey(); entry.getValue(); } |
(3) for each map.keySet()，再調(diào)用get獲取
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Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); for (String key : map.keySet()) { map.get(key); } |
(4) for each map.entrySet()，用臨時變量保存map.entrySet()
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Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet(); for (Entry<String, String> entry : entrySet) { entry.getKey(); entry.getValue(); } |
在測試前大家可以根據(jù)對HashMap的了解，想想上面四種遍歷方式哪個性能更優(yōu)。
2、HashMap四種遍歷方式的性能測試及對比
以下是性能測試代碼，會輸出不同數(shù)量級大小的HashMap各種遍歷方式所花費的時間。
HashMap循環(huán)遍歷方式性能對比測試代碼
PS：如果運行報異常in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space，請將main函數(shù)里面map size的大小減小。
其中g(shù)etHashMaps函數(shù)會返回不同size的HashMap。
loopMapCompare函數(shù)會分別用上面的遍歷方式1-4去遍歷每一個map數(shù)組(包含不同大小HashMap)中的HashMap。
print開頭函數(shù)為輸出輔助函數(shù)，可忽略。
測試環(huán)境為Windows7 32位系統(tǒng) 3.2G雙核CPU 4G內(nèi)存，Java 7，Eclipse -Xms512m -Xmx512m
最終測試結(jié)果如下：
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compare loop performance of HashMap ----------------------------------------------------------------------- map size | 10,000 | 100,000 | 1,000,000 | 2,000,000 ----------------------------------------------------------------------- for each entrySet | 2 ms | 6 ms | 36 ms | 91 ms ----------------------------------------------------------------------- for iterator entrySet | 0 ms | 4 ms | 35 ms | 89 ms ----------------------------------------------------------------------- for each keySet | 1 ms | 6 ms | 48 ms | 126 ms ----------------------------------------------------------------------- for entrySet=entrySet()| 1 ms | 4 ms | 35 ms | 92 ms ----------------------------------------------------------------------- |
表橫向為同一遍歷方式不同大小HashMap遍歷的時間消耗，縱向為同一HashMap不同遍歷方式遍歷的時間消耗。
PS：由于首次遍歷HashMap會稍微多耗時一點，for each的結(jié)果稍微有點偏差，將測試代碼中的幾個Type順序調(diào)換會發(fā)現(xiàn)，for each entrySet耗時和for iterator entrySet接近。
3、遍歷方式性能測試結(jié)果分析
(1) foreach介紹
見：ArrayList和LinkedList的幾種循環(huán)遍歷方式及性能對比分析中介紹。
(2) HashMap遍歷方式結(jié)果分析
從上面知道for each與顯示調(diào)用Iterator等價，上表的結(jié)果中可以看出除了第三種方式(for each map.keySet())，再調(diào)用get獲取方式外，其他三種方式性能相當。本例還是hash值散列較好的情況，若散列算法較差，第三種方式會更加耗時。
我們看看HashMap entrySet和keySet的源碼
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private final class KeyIterator extends HashIterator<K> { public K next() { return nextEntry().getKey(); } } private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> { public Map.Entry<K,V> next() { return nextEntry(); } } |
分別是keySet()和entrySet()返回的set的迭代器，從中我們可以看到只是返回值不同而已，父類相同，所以性能相差不多。只是第三種方式多了一步根據(jù)key get得到value的操作而已。get的時間復雜度根據(jù)hash算法而異，源碼如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
public V get(Object key) { if (key == null) return getForNullKey(); Entry<K,V> entry = getEntry(key); return null == entry ? null : entry.getValue(); } /** * Returns the entry associated with the specified key in the * HashMap. Returns null if the HashMap contains no mapping * for the key. */ final Entry<K,V> getEntry(Object key) { int hash = (key == null) ? 0 : hash(key); for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } return null; } |
get的時間復雜度取決于for循環(huán)循環(huán)次數(shù)，即hash算法。
4、結(jié)論總結(jié)
從上面的分析來看：
a. HashMap的循環(huán)，如果既需要key也需要value，直接用
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Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); for (Entry<String, String> entry : map.entrySet()) { entry.getKey(); entry.getValue(); } |
即可，foreach簡潔易懂。
b. 如果只是遍歷key而無需value的話，可以直接用
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Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); for (String key : map.keySet()) { // key process } |
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