iOS中集合遍历方法的比较和技巧

集合的遍历操作是开发中最常见的操作之一，从C语言经典的for循环到利用多核cpu的优势进行遍历，开发中ios有若干集合遍历方法，本文通过研究和测试比较了各个操作方法的效率和优略势，并总结几个使用集合遍历时的小技巧。

ios中常用的遍历运算方法

遍历的目的是获取集合中的某个对象或执行某个操作，所以能满足这个条件的方法都可以作为备选：

经典for循环
for in (NSFastEnumeration)，若不熟悉可以参考《nshipster介绍NSFastEnumeration的文章》
makeObjectsPerformSelector
kvc集合运算符
enumerateObjectsUsingBlock
enumerateObjectsWithOptions(NSEnumerationConcurrent)
dispatch_apply

实验

实验条件

测试类如下：

@interface Sark : NSObject  
@property (nonatomic) NSInteger number;  
- (void)doSomethingSlow; // sleep(0.01)  
@end

实验从两个方面来评价：

1、分别使用有100个对象和1000000个对象的NSArray，只取对象，不执行操作，测试遍历速度

2、使用有100个对象的NSArray遍历执行doSomethingSlow方法，测试遍历中多任务运行速度

实验使用CFAbsoluteTimeGetCurrent()记录时间戳来计算运行时间，单位秒。

运行在iphone5真机（双核cpu）

实验数据

100对象遍历操作：

经典for循环 - 0.001355  
for in (NSFastEnumeration) - 0.002308  
makeObjectsPerformSelector - 0.001120  
kvc集合运算符(@sum.number) - 0.004272   
enumerateObjectsUsingBlock - 0.001145  
enumerateObjectsWithOptions(NSEnumerationConcurrent) - 0.001605  
dispatch_apply(Concurrent) - 0.001380

1000000对象遍历操作：

经典for循环 - 1.246721  
for in (NSFastEnumeration) - 0.025955  
makeObjectsPerformSelector - 0.068234  
kvc集合运算符(@sum.number) - 21.677246  
enumerateObjectsUsingBlock - 0.586034  
enumerateObjectsWithOptions(NSEnumerationConcurrent) - 0.722548  
dispatch_apply(Concurrent) - 0.607100

100对象遍历执行一个很费时的操作：

经典for循环 - 1.106567  
for in (NSFastEnumeration) - 1.102643  
makeObjectsPerformSelector - 1.103965  
kvc集合运算符(@sum.number) - N/A  
enumerateObjectsUsingBlock - 1.104888  
enumerateObjectsWithOptions(NSEnumerationConcurrent) - 0.554670  
dispatch_apply(Concurrent) - 0.554858

值得注意的

对于集合中对象数很多的情况下，for in (NSFastEnumeration)的遍历速度非常之快，但小规模的遍历并不明显（还没普通for循环快）
使用kvc集合运算符运算很大规模的集合时，效率明显下降（100万的数组离谱的21秒多），同时占用了大量内存和cpu
enumerateObjectsWithOptions(NSEnumerationConcurrent)和dispatch_apply(Concurrent)的遍历执行可以利用到多核cpu的优势（实验中在双核cpu上效率基本上x2）

遍历实践Tips

倒序遍历

NSArray和NSOrderedSet都支持使用reverseObjectEnumerator倒序遍历，如：
NSArray *strings = @[@"1", @"2", @"3"];  
for (NSString *string in [strings reverseObjectEnumerator]) {  
   NSLog(@"%@", string);  
}

这个方法只在循环第一次被调用，所以也不必担心循环每次计算的问题。

同时，使用enumerateObjectsWithOptions:NSEnumerationReverse也可以实现倒序遍历：

[array enumerateObjectsWithOptions:NSEnumerationReverse usingBlock:^(Sark *sark, NSUInteger idx, BOOL *stop) {  
    [sark doSomething];  
}];

使用block同时遍历字典key，value

block版本的字典遍历可以同时取key和value（forin只能取key再手动取value），如：

NSDictionary *dict = @{@"a": @"1", @"b": @"2"};  
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {  
    NSLog(@"key: %@, value: %@", key, obj);  
}];

对于耗时且顺序无关的遍历，使用并发版本

[array enumerateObjectsWithOptions:NSEnumerationConcurrent usingBlock:^(Sark *sark, NSUInteger idx, BOOL *stop) {  
    [sark doSomethingSlow];  
}];

遍历执行block会分配在多核cpu上执行（底层很可能就是gcd的并发queue），对于耗时的任务来说是很值得这么做的，而且在以后cpu升级成更多核心后不用改代码也可以享受带来的好处。同时，对于遍历的外部是保持同步的（遍历都完成后才继续执行下一行），猜想内部大概是gcd的dispatch_group或者信号量控制。

代码可读性和效率的权衡

虽然说上面的测试结果表明，在集合内元素不多时，经典for循环的效率要比forin要高，但是从代码可读性上来看，就远不如forin看着更顺畅；同样的还有kvc的集合运算符，一些内置的操作以keypath的方式声明，相比自己用for循环实现，一行代码就能搞定，清楚明了，还省去了重复工作；在framework中增加了集合遍历的block支持后，对于需要index的遍历再也不需要经典for循环的写法了。

References
http://nshipster.com/enumerators/

http://iosdevelopertips.com/objective-c/fast-enumeration-on-the-iphone.html

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