java遍歷List的三種方式比較用數據說明為什么

java遍歷List的三種方式比較用數據說明為什么推薦使用foreach

考鏈接:
http://www.trinea.cn/android/arraylist-linkedlist-loop-performance/
https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-14.html#jls-14.14.2

foreach也稱為增強for循環(huán)，是java5新特性，可用于遍歷數組或實現了Iterable接口的集合容器。

1.遍歷List的方式：

假設已有數據:

List<Integer> list;

(1) foreach循環(huán):

for (Integer j : list) {

// use j

}

(2) 下標遞增(遞減)循環(huán):

int size=list.size();

for (int j=0; j < size; j++) {

list.get(j);

}

(3) 迭代器循環(huán)迭代:

for (Iterator<Integer> iterator=list.iterator(); iterator.hasNext();) {

iterator.next();

}

2.三種遍歷方式的性能比對

經測試通過上述三種方式分別迭代ArrayList和LinkedList時所消耗的時間如下:

compare loop performance of ArrayList

-----------------------------------------------------------------------

list size | 10,000 | 100,000 | 1,000,000 | 10,000,000

-----------------------------------------------------------------------

for each | 1 ms | 3 ms | 14 ms | 152 ms

-----------------------------------------------------------------------

for iterator | 0 ms | 1 ms | 12 ms | 114 ms

-----------------------------------------------------------------------

for size=list.size() | 0 ms | 0 ms | 6 ms | 62 ms

-----------------------------------------------------------------------

compare loop performance of LinkedList

-----------------------------------------------------------------------

list size | 100 | 1,000 | 10,000 | 100,000

-----------------------------------------------------------------------

for each | 0 ms | 1 ms | 1 ms | 2 ms

-----------------------------------------------------------------------

for iterator | 0 ms | 0 ms | 0 ms | 2 ms

-----------------------------------------------------------------------

for size=list.size() | 0 ms | 0 ms | 67 ms | 8216 ms

3.List遍歷方式及其性能表現分析：

ArrayList:

當size < 100萬時，三種方式性能差別不大；

當size >=100萬時，for > iterator >=foreach.

LinkedList:

當size小于1萬時，三種方式性能差別不大；

當size>=1萬時， iterator >=foreach > for.

由于foreach底層也是通過iterator來迭代，因此foreach的性能與iterator接近。

是什么影響了這三種遍歷方式的性能呢？

主要原因是List的底層數據結構和從List容器中獲取元素的算法。

我們知道ArrayList的底層數據結構是數組，LinkedList是鏈表。

這三種遍歷方式從List中獲取元素的算法分別為:

1) foreach循環(huán)和iterator迭代器:

都是調用iterator.next(),查看ArrayList對于iterator中next方法的實現可知其最終是通過數組下標獲取元素。如下圖:

ArrayList迭代之next

查看LinkedList對于iterator中next方法的實現可知其最終是調用了父類AbstractList中iterator的實現，然后調用了get(index),而LinkedList的get方法是通過遍歷鏈表來獲取元素的。如下圖:

2) for循環(huán):調用get(index).

綜上，這三種遍歷方式從容器中獲取元素的方式如下圖：

可見遍歷ArrayList時最終都是直接通過數組下標定位元素的，這應該是當ArrayList的容量在100萬以內時，其遍歷時間在20ms以內的根本原因。

遍歷LinkedList時最終都是查詢鏈表。但為什么iterator方式遍歷LinkedList的速度是for的數千倍呢？因為iterator利用了游標，而后者是調用了get(index)方法將鏈表從頭到尾或從尾到頭查了一遍。

4.為什么推薦使用foreach

最后我們來看一下為什么諸如《Effective-Java》都推薦使用foreach：

1) 性能較優(yōu)：

分析上文性能測試結果發(fā)現，通過foreach遍歷ArrayList時當size < 100萬時，時間在20ms以內，并不比for循環(huán)差多少。遍歷size在百萬以上的超大ArrayList的時其性能明顯低于for循環(huán)遍歷方式。

通過foreach遍歷LinkedList時，無論size大小，其性能始終接近于最優(yōu)的iterator遍歷方式。

2) 書寫簡潔。

3) 不必關心元素下標，可避免數組下標越界。

最后別忘了點波關注哦！

言

JavaScript作為Web前端開發(fā)的基石，其強大的功能和靈活性不僅體現在網頁的動態(tài)交互上，更在于其處理數據的能力。數組遍歷是JavaScript中最常見的操作之一，尤其在算法題的求解過程中，它扮演著至關重要的角色。本文將深入探討JavaScript中數組遍歷的多種方法，通過具體的算法題示例，幫助讀者掌握高效解決問題的技巧。

技術概述

數組遍歷方法

在JavaScript中，數組遍歷可以通過多種方式進行，每種方法都有其特點和適用場景：

for循環(huán)：最傳統(tǒng)的遍歷方式，適用于所有情況。
forEach()：ES5引入的數組方法，簡化了遍歷語法。
map()：用于創(chuàng)建新數組，對原數組的每個元素進行映射操作。
filter()：用于篩選數組，返回滿足條件的元素組成的新數組。
reduce()：用于對數組元素進行累積操作，常用于求和、合并等場景。
some() 和 every()：用于檢查數組中是否存在滿足條件的元素或所有元素是否都滿足條件。

代碼示例

const numbers=[1, 2, 3, 4, 5];

// 使用for循環(huán)遍歷
for (let i=0; i < numbers.length; i++) {
    console.log(numbers[i]);
}

// 使用forEach遍歷
numbers.forEach(number=> console.log(number));

// 使用map創(chuàng)建新數組
const doubled=numbers.map(number=> number * 2);
console.log(doubled); // 輸出: [2, 4, 6, 8, 10]

技術細節(jié)

工作原理

數組遍歷方法本質上是通過迭代數組中的每一個元素來執(zhí)行特定的邏輯操作。不同的方法提供不同的操作能力，如map用于變換，filter用于篩選，而reduce用于聚合。

難點分析

性能考量：盡管現代JavaScript引擎進行了大量的優(yōu)化，但在處理大規(guī)模數據時，遍歷方法的選擇仍然會影響性能。
副作用管理：在遍歷時避免對原始數組造成不必要的修改，尤其是使用map和filter時。

實戰(zhàn)應用

應用場景

假設我們有一道算法題，要求找出數組中所有偶數，并返回它們的平方和。

代碼示例

function sumOfSquaresEvenNumbers(numbers) {
    return numbers
        .filter(number=> number % 2===0) // 篩選偶數
        .map(number=> number * number)     // 平方
        .reduce((acc, curr)=> acc + curr, 0); // 求和
}

const result=sumOfSquaresEvenNumbers([1, 2, 3, 4, 5, 6]);
console.log(result); // 輸出: 56

優(yōu)化與改進

潛在問題

性能瓶頸：對于大數據集，多次迭代可能會導致性能下降。
代碼冗余：過度使用高階函數可能導致代碼不易理解。

代碼示例

function optimizedSumOfSquaresEvenNumbers(numbers) {
    let sum=0;
    for (let number of numbers) {
        if (number % 2===0) {
            sum +=number * number;
        }
    }
    return sum;
}

const optimizedResult=optimizedSumOfSquaresEvenNumbers([1, 2, 3, 4, 5, 6]);
console.log(optimizedResult); // 輸出: 56

常見問題

Q: 如何在遍歷數組時避免修改原數組？
A: 使用map或filter等方法，它們會返回新數組，而不會修改原數組。

總結與展望

數組遍歷不僅是JavaScript編程的基礎，也是解決復雜算法問題的利器。通過本文的探討，我們不僅學習了多種數組遍歷的方法，還掌握了如何在實際問題中選擇合適的遍歷策略，以提高代碼的效率和可讀性。未來，隨著JavaScript語言的不斷發(fā)展，新的數組方法和迭代器模式將進一步豐富我們的編程工具箱，為開發(fā)者提供更加高效和靈活的解決方案。掌握數組遍歷的技巧，意味著在算法題的求解中擁有了更多的選擇和自信，這也是前端開發(fā)者邁向更高層次的關鍵一步。

ava中的foreach循環(huán)的用法

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