HashMap迴圈遍歷方式及其效能對比
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)，各自優劣會在本文後面進行分析給出結論。
(1) for each map.entrySet()
Java
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Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); for (Entry<String, String> entry : map.entrySet()) { entry.getKey(); entry.getValue(); } |
(2) 顯示呼叫map.entrySet()的集合迭代器
Java
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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()，再呼叫get獲取
Java
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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()，用臨時變數儲存map.entrySet()
Java
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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對HashMap的瞭解，想想上面四種遍歷方式哪個效能更優。
2、HashMap四種遍歷方式的效能測試及對比 以下是效能測試程式碼，會輸出不同數量級大小的HashMap各種遍歷方式所花費的時間。
HashMap迴圈遍歷方式效能對比測試程式碼
PS：如果執行報異常in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space，請將main函式裡面map size的大小減小。
其中getHashMaps函式會返回不同size的HashMap。 loopMapCompare函式會分別用上面的遍歷方式1-4去遍歷每一個map陣列(包含不同大小HashMap)中的HashMap。 print開頭函式為輸出輔助函式，可忽略。
測試環境為Windows7 32位系統 3.2G雙核CPU 4G記憶體，Java 7，Eclipse -Xms512m -Xmx512m 最終測試結果如下：
Java
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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：由於首次遍歷HashMap會稍微多耗時一點，for each的結果稍微有點偏差，將測試程式碼中的幾個Type順序調換會發現，for each entrySet耗時和for iterator entrySet接近。
(2) HashMap遍歷方式結果分析 從上面知道for each與顯示呼叫Iterator等價，上表的結果中可以看出除了第三種方式(for each map.keySet())，再呼叫get獲取方式外，其他三種方式效能相當。本例還是hash值雜湊較好的情況，若雜湊演算法較差，第三種方式會更加耗時。 我們看看HashMap entrySet和keySet的原始碼
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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，所以效能相差不多。只是第三種方式多了一步根據key get得到value的操作而已。get的時間複雜度根據hash演算法而異，原始碼如下：
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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的時間複雜度取決於for迴圈迴圈次數，即hash演算法。
4、結論總結
從上面的分析來看： a. HashMap的迴圈，如果既需要key也需要value，直接用
Java
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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
Java
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Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); for (String key : map.keySet()) { // key process } |