前言
for循環(huán)是開發(fā)時常用的語法之一，比如對數(shù)組，集合的遍歷等，但是如果使用不好也會出現(xiàn)很多新能損耗的問題，今天就來講解一下for循環(huán)的常用性能優(yōu)化問題。
for循環(huán) 里面還有 for循環(huán)， 然后做一些數(shù)據(jù)匹配、處理 這種場景。
使用HashMap優(yōu)化多級嵌套循環(huán)
m層嵌套的n次的for循環(huán)的時間復(fù)雜度為O(n^m)，如下所示：
優(yōu)化前
public class forTradition {
public static void main(String[] args){
List<Student> stus = new ArrayList<>();
// 為stus寫入10條數(shù)據(jù) ... 略
List<Grade> gs = new ArrayList<>();
// 為gs寫入10條數(shù)據(jù) ... 略
for (int i = 0 ; i < stus.size() ; i++ ) {
Student stu = stus.get(i);
Integer id = stu.getId();
String stuName = stu.getName();
for (int j = 0 ; j < gs.size() ; j++ ) {
Grade g = gs.get(j);
if( id == g.getStuId() ) {
System.out.println( "學(xué)生：" + stuName + "，成績：" + g.getValue() );
}
}
}
}
優(yōu)化后
public class forNew {
public static void main(String[] args){
List<Student> stus = new ArrayList<>();
// 為stus寫入10條數(shù)據(jù) ... 略
List<Grade> gs = new ArrayList<>();
// 為gs寫入10條數(shù)據(jù) ... 略
Map<Integer,Integer> gradesMap =
gs.stream().collect(Collectors.toMap( data -> data.getStuId() , data -> data.getValue() );
for (int i = 0 ; i < stus.size() ; i++ ) {
Student stu = stus.get(i);
Integer value = gradesMap.get(stu.getId());
if( null != value ) {
System.out.println( "學(xué)生：" + stu.getName() + "，成績：" + value );
}
}
}
}
for循環(huán)之性能優(yōu)化
嵌套循環(huán)
嵌套循環(huán)是有倆層或者倆層以上的循環(huán)嵌套在一起，下面直接上代碼說明。
外大內(nèi)小嵌套
/**
* 大循環(huán)驅(qū)動小循環(huán)（即外大內(nèi)?。? */
private static void bigSmall() {
long stratTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
for (int j = 0; j < 100; j++) {
}
}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("外大內(nèi)小耗時：" + (endTime - stratTime));
}
執(zhí)行看一下結(jié)果耗時：
外大內(nèi)小耗時：8743800
再看看外小內(nèi)大耗時情況
外小內(nèi)大嵌套
/**
* 小循環(huán)驅(qū)動大循環(huán)（即外小內(nèi)大）
*/
private static void smallBig() {
long stratTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
}
}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("外小內(nèi)大耗時：" + (endTime - stratTime));
}
執(zhí)行看一下結(jié)果耗時：
外小內(nèi)大耗時：6922600
好了，綜合比較一下倆者的執(zhí)行時間，時差還是很大的。
外小內(nèi)大耗時：6922600 ；外大內(nèi)小耗時：8743800
分析總結(jié)
由以上對比可知，優(yōu)化后性能顯著提升。嵌套循環(huán)應(yīng)該遵循“外小內(nèi)大”的原則，雖然循環(huán)次數(shù)沒變，但是耗時卻長了很大。這就好比你復(fù)制很多個小文件和復(fù)制幾個大文件的區(qū)別，雖然總的大小沒變，但是復(fù)制大文件明顯比多個小文件更快。
循環(huán)變量的實例化
把循環(huán)變量的實例放在循環(huán)內(nèi)：
/**
* 循環(huán)變量放在循環(huán)內(nèi)
*/
private static void smallBigBetterTwo() {
long stratTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
}
}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("循環(huán)內(nèi)變量耗時：" + (endTime - stratTime));
}
執(zhí)行耗時：
循環(huán)內(nèi)變量耗時：4934500
把循環(huán)變量的實例放在循環(huán)之外：
/**
-
循環(huán)變量放在循環(huán)外
*/
private static void smallBigBetter() {
long stratTime = System.nanoTime();
int i, j;
for (i = 0; i < 100; i++) {
for (j = 0; j < 10000000; j++) {}}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println(“循環(huán)外變量耗時：” + (endTime - stratTime));
}
執(zhí)行耗時：
循環(huán)外變量耗時：5013800
對比一下把變量放在循環(huán)內(nèi)和循環(huán)外對比耗時，發(fā)現(xiàn)時差還是挺大的：
循環(huán)內(nèi)變量耗時：4934500；循環(huán)外變量耗時：5013800
分析總結(jié)
雖然優(yōu)化效果并不明顯，但是隨著循環(huán)次數(shù)的增加，耗時會越來越大，優(yōu)化效果則會越來越明顯。分析：優(yōu)化前需要實例化1+i=101次，優(yōu)化后僅僅2次?？偨Y(jié)：循環(huán)變量的實例化應(yīng)放在循環(huán)外。
提取與循環(huán)無關(guān)的表達式
沒有提取無關(guān)的表達式
/**
* 未提取無關(guān)的表達式
*/
private static void calculationInner() {
int a = 3;
int b = 7;
long stratTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
i = i * a * b;
}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("未提取耗時：" + (endTime - stratTime));
}
沒有提取耗時：
未提取耗時：800
提取了無關(guān)的表達式
/**
* 提取無關(guān)的表達式
*/
private static void calculationOuter() {
int a = 3;
int b = 7;
int c = a * b;
long stratTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
i = i * c;
}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("已提取耗時：" + (endTime - stratTime));
}
提取了無關(guān)表達式耗時：
已提取耗時：500
分析總結(jié)
代碼中a*b與循環(huán)無關(guān)，所以應(yīng)該把它放到外面，避免重復(fù)計算。從理論角度分析，由于減少了計算次數(shù)，故優(yōu)化后性能會更高。
消除循環(huán)終止判斷時的方法調(diào)用
stratTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
}
endTime = System.nanoTime();
System.out.println("未優(yōu)化list耗時："+(endTime - stratTime));
耗時：
未優(yōu)化list耗時：253800
優(yōu)化后
stratTime = System.nanoTime();
int size = list.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
}
endTime = System.nanoTime();
System.out.println("優(yōu)化list耗時："+(endTime - stratTime));
耗時：
優(yōu)化list耗時：142500
分析總結(jié)
每次循環(huán)，list.size()都會被執(zhí)行一次，這無疑會影響程序的性能，所以應(yīng)該將其放到循環(huán)外面，用一個變量來緩存其size，不要讓這一點點代碼而消耗我們這么多性能。
異常捕獲
在內(nèi)部捕獲異常
/**
* 在內(nèi)部捕獲異常
*/
private static void catchInner() {
long stratTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
try {
} catch (Exception e) {
}
}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("在內(nèi)部捕獲異常耗時：" + (endTime - stratTime));
}
執(zhí)行耗時：
在內(nèi)部捕獲異常耗時：3352700
在外部捕獲異常
/**
* 在外部捕獲異常
*/
private static void catchOuter() {
long stratTime = System.nanoTime();
try {
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
}
} catch (Exception e) {
}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("在外部捕獲異常耗時：" + (endTime - stratTime));
}
執(zhí)行耗時：文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-590233.html
在外部捕獲異常耗時：2893600
分析總結(jié)：
捕獲異常很占用資源，所以不要把try catch放到循環(huán)內(nèi)部，優(yōu)化后性能同樣有好幾個數(shù)量級的提升。另外， 《Effective Java》一書指出for-each循環(huán)優(yōu)先于傳統(tǒng)的for循環(huán)，它在簡潔性和預(yù)防bug方面有著傳統(tǒng)for循環(huán)無法媲美的優(yōu)勢，并且，沒有性能方面的損失，因此，推薦使用for-each循環(huán)。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-590233.html
到了這里，關(guān)于【Java】Java中使用HashMap優(yōu)化多層for循環(huán)嵌套以及for循環(huán)之性能優(yōu)化的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
