java中打横循环_Java HashMap循环遍历方式及其性能对比

第一种: 　　Map map = new HashMap(); 　　Iterator iter = map.entrySet().iterator(); 　　while (iter.hasNext()) { 　　Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next(); 　　Object key = entry.getKey(); 　　Object val = entry.getValue(); 　　}

主要介绍HashMap的四种循环遍历方式，各种方式的性能测试对比，根据HashMap的源码实现分析性能结果，总结结论。

1. Map的四种遍历方式

下面只是简单介绍各种遍历示例(以HashMap为例)，各自优劣会在本文后面进行分析给出结论。

(1) for each map.entrySet()

Map map = new HashMap();

for (Entry entry : map.entrySet()) {

entry.getKey();

entry.getValue();

}

(2) 显示调用map.entrySet()的集合迭代器Map map = new HashMap();

Iterator> iterator = map.entrySet().iterator();

while (iterator.hasNext()) {

Map.Entry entry = iterator.next();

entry.getKey();

entry.getValue();

} (3) for each map.keySet()，再调用get获取

Map map = new HashMap();

for (String key : map.keySet()) {

map.get(key);

} (4) for each map.entrySet()，用临时变量保存map.entrySet()

Set> entrySet = map.entrySet();

for (Entry entry : entrySet) {

entry.getKey();

entry.getValue();

}

在测试前大家可以根据对HashMap的了解，想想上面四种遍历方式哪个性能更优。

2、HashMap四种遍历方式的性能测试及对比

以下是性能测试代码，会输出不同数量级大小的HashMap各种遍历方式所花费的时间。

package cn.trinea.java.test;

import java.text.DecimalFormat;

import java.util.Calendar;

import java.util.HashMap;

import java.util.Iterator;

import java.util.Map;

import java.util.Map.Entry;

import java.util.Set;

/**

* JavaLoopTest

*

* @author www.trinea.cn 2013-10-28

*/

public class JavaLoopTest {

public static void main(String[] args) {

System.out.print("compare loop performance of HashMap");

loopMapCompare(getHashMaps(10000, 100000, 1000000, 2000000));

}

public static Map[] getHashMaps(int... sizeArray) {

Map[] mapArray = new HashMap[sizeArray.length];

for (int i = 0; i < sizeArray.length; i++) {

int size = sizeArray[i];

Map map = new HashMap();

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

String s = Integer.toString(j);

map.put(s, s);

}

mapArray[i] = map;

}

return mapArray;

}

public static void loopMapCompare(Map[] mapArray) {

printHeader(mapArray);

long startTime, endTime;

// Type 1

for (int i = 0; i < mapArray.length; i++) {

Map map = mapArray[i];

startTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();

for (Entry entry : map.entrySet()) {

entry.getKey();

entry.getValue();

}

endTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();

printCostTime(i, mapArray.length, "for each entrySet", endTime - startTime);

}

// Type 2

for (int i = 0; i < mapArray.length; i++) {

Map map = mapArray[i];

startTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();

Iterator> iterator = map.entrySet().iterator();

while (iterator.hasNext()) {

Map.Entry entry = iterator.next();

entry.getKey();

entry.getValue();

}

endTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();

printCostTime(i, mapArray.length, "for iterator entrySet", endTime - startTime);

}

// Type 3

for (int i = 0; i < mapArray.length; i++) {

Map map = mapArray[i];

startTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();

for (String key : map.keySet()) {

map.get(key);

}

endTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();

printCostTime(i, mapArray.length, "for each keySet", endTime - startTime);

}

// Type 4

for (int i = 0; i < mapArray.length; i++) {

Map map = mapArray[i];

startTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();

Set> entrySet = map.entrySet();

for (Entry entry : entrySet) {

entry.getKey();

entry.getValue();

}

endTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();

printCostTime(i, mapArray.length, "for entrySet=entrySet()", endTime - startTime);

}

}

static int FIRST_COLUMN_LENGTH = 23, OTHER_COLUMN_LENGTH = 12, TOTAL_COLUMN_LENGTH = 71;

static final DecimalFormat COMMA_FORMAT = new DecimalFormat("#,###");

public static void printHeader(Map... mapArray) {

printRowDivider();

for (int i = 0; i < mapArray.length; i++) {

if (i == 0) {

StringBuilder sb = new StringBuilder().append("map size");

while (sb.length() < FIRST_COLUMN_LENGTH) {

sb.append(" ");

}

System.out.print(sb);

}

StringBuilder sb = new StringBuilder().append("| ").append(COMMA_FORMAT.format(mapArray[i].size()));

while (sb.length() < OTHER_COLUMN_LENGTH) {

sb.append(" ");

}

System.out.print(sb);

}

TOTAL_COLUMN_LENGTH = FIRST_COLUMN_LENGTH + OTHER_COLUMN_LENGTH * mapArray.length;

printRowDivider();

}

public static void printRowDivider() {

System.out.println();

StringBuilder sb = new StringBuilder();

while (sb.length() < TOTAL_COLUMN_LENGTH) {

sb.append("-");

}

System.out.println(sb);

}

public static void printCostTime(int i, int size, String caseName, long costTime) {

if (i == 0) {

StringBuilder sb = new StringBuilder().append(caseName);

while (sb.length() < FIRST_COLUMN_LENGTH) {

sb.append(" ");

}

System.out.print(sb);

}

StringBuilder sb = new StringBuilder().append("| ").append(costTime).append(" ms");

while (sb.length() < OTHER_COLUMN_LENGTH) {

sb.append(" ");

}

System.out.print(sb);

if (i == size - 1) {

printRowDivider();

}

}

}

HashMap的两种遍历方法：  (1)先用keySet()提取键key的集合，再通过get(key)查询获取value;    ( 2 )  先用mapSet()将map转化为Entry对象的集合，再通过getKey()、getValue()提取每个Entry对象的key和value。 用迭代器来处理集合，常用的方法有.hasNext(

PS：如果运行报异常in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space，请将main函数里面map size的大小减小。

其中getHashMaps函数会返回不同size的HashMap。

loopMapCompare函数会分别用上面的遍历方式1-4去遍历每一个map数组(包含不同大小HashMap)中的HashMap。

print开头函数为输出辅助函数，可忽略。

测试环境为Windows7 32位系统 3.2G双核CPU 4G内存，Java 7，Eclipse -Xms512m -Xmx512m

最终测试结果如下： Java 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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      -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -

表横向为同一遍历方式不同大小HashMap遍历的时间消耗，纵向为同一HashMap不同遍历方式遍历的时间消耗。

PS：由于首次遍历HashMap会稍微多耗时一点，for each的结果稍微有点偏差，将测试代码中的几个Type顺序调换会发现，for each entrySet耗时和for iterator entrySet接近。

3、遍历方式性能测试结果分析

(1) foreach介绍

见：ArrayList和LinkedList的几种循环遍历方式及性能对比分析中介绍。

(2) HashMap遍历方式结果分析

从上面知道for each与显示调用Iterator等价，上表的结果中可以看出除了第三种方式(for each map.keySet())，再调用get获取方式外，其他三种方式性能相当。本例还是hash值散列较好的情况，若散列算法较差，第三种方式会更加耗时。

我们看看HashMap entrySet和keySet的源码

private final class KeyIterator extends HashIterator {

public K next() {

return nextEntry().getKey();

}

}

private final class EntryIterator extends HashIterator> {

public Map.Entry next() {

return nextEntry();

}

} 分别是keySet()和entrySet()返回的set的迭代器，从中我们可以看到只是返回值不同而已，父类相同，所以性能相差不多。只是第三种方式多了一步根据key get得到value的操作而已。get的时间复杂度根据hash算法而异，源码如下：

public V get(Object key) {

if (key == null)

return getForNullKey();

Entry 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 getEntry(Object key) {

int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);

for (Entry 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;

}

从上面的分析来看：

a. HashMap的循环，如果既需要key也需要value，直接用

for(Entry> entry : firsts.entrySet()) {

entry.getKey();

entry.getValue();

}

即可，foreach简洁易懂。

b. 如果只是遍历key而无需value的话，可以直接用

Map map = new HashMap();

for (String key : map.keySet()) {

// key process

}