Java中遍歷list四種方法效率比較
Java遍歷List四種方法的效率對比
遍歷方法簡介
Java遍歷List的方法主要有：
（1）for each
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for(bject o :list) { } |
（2）Iterator
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Iterator iter = list.iterator(); while(iter.hasNext()){ Object o = iter.next(); } |
（3）loop without size
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int size = list.size(); for(int i=0;i<size Object o= list.get(i); } |
（4）loop with size
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for(int i=0;i<list.size();i++){ Object o= list.get(i); } |
注：這裡我們不比較while和for的形式，這對效率影響幾乎是可以忽略的。
我們是否能簡單的得出結論，哪個更快，哪個更慢呢？
嚴謹一點的方法是：基於實驗與資料，才能作出判斷。
ArrayList測試分析
經過編寫測試程式碼，結果如下：（時間單位：納秒）
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Size |
10 |
100 |
1,000 |
10,000 |
100,000 |
1,000,000 |
|
ForEach |
448,319 |
558,757 |
732,009 |
2,074,092 |
6,169,315 |
15,347,540 |
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IteratorWay |
22,169 |
54,603 |
86,215 |
513,186 |
4,786,587 |
14,032,553 |
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WithoutSize |
14,369 |
32,023 |
158,472 |
828,897 |
3,685,905 |
9,457,398 |
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WithSize |
29,149 |
47,213 |
91,963 |
557,936 |
5,148,280 |
10,051,462 |
可以看出，直接用迴圈的方法，get(index)來獲取物件，是最快的方式。而且把i<list.size()放到迴圈中去判斷，會影響效率。
For Each的效率最差，用迭代器的效率也沒有很好。但只是相對而言，其實從時間上看最多也就差幾毫秒。
然而，這並不是事實的全部真相！！！
上面的測試，我們只是用了ArrayList來做為List的實現類。所以才有上面的結論。
For each其實也是用了迭代器來實現，因此當資料量變大時，兩者的效率基本一致。也因為用了迭代器，所以速度上受了影響。不如直接get(index)快。
那為何get(index)會比較快呢？
因為ArrayList是通過動態陣列來實現的，支援隨機訪問，所以get(index)是很快的。迭代器，其實也是通過陣列名+下標來獲取，而且增加了邏輯，自然會比get(index)慢。
看ArrayList的迭代器的原始碼就清楚了：
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public boolean hasNext() { return cursor != size; } public Object next() { checkForComodification(); int i = cursor; if(i >= size) throw new NoSuchElementException(); Object aobj[] = elementData; if(i >= aobj.length) { throw new ConcurrentModificationException(); } else { cursor = i + 1; return aobj[lastRet = i]; } } |
LinkedList測試分析
接下來，我們用LinkedList試試，看看會產生什麼效果：（時間單位：納秒）
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Size |
10 |
100 |
1,000 |
10,000 |
100,000 |
1,000,000 |
|
ForEach |
542,745 |
388,379 |
952,063 |
2,257,196 |
9,426,607 |
12,141,976 |
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IteratorWay |
25,454 |
62,814 |
110,848 |
753,767 |
5,875,361 |
12,141,976 |
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WithoutSize |
27,096 |
95,248 |
3,343,097 |
51,302,568 |
3,720,958,713 |
692,276,304,569 |
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WithSize |
13,138 |
98,531 |
2,137,726 |
40,157,815 |
3,671,762,259 |
668,285,601,444 |
結果確實不簡單，跟ArrayList完全不一樣了。
最突出的就是get(index)的方式，隨著size的增加，急劇上升。到10萬資料量時，光遍歷時間都要三四秒，這是很可怕的。
那為何會有這樣的結果呢？還是和LinkedList的實現方式有關。
LinkedList是通過雙向連結串列實現的，無法支援隨機訪問。當你要向一個連結串列取第index個元素時，它需要二分後從某一端開始找，一個一個地數才能找到該元素。這樣一想，就能明白為何get(index)如此費時了。
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public Object get(int i) { checkElementIndex(i); return node(i).item; } Node node(int i) { if(i < size >> 1) { Node node1 = first; for(int j = 0; j < i; j++) node1 = node1.next; return node1; } Node node2 = last; for(int k = size - 1; k > i; k–) node2 = node2.prev; return node2; } |
而迭代器提供的是獲取下一個的方法，時間複雜度為O(1)，所以會比較快。
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public boolean hasNext() { return nextIndex < size; } public Object next() { checkForComodification(); if(!hasNext()) { throw new NoSuchElementException(); } else { lastReturned = next; next = next.next; nextIndex++; return lastReturned.item; } } |
看這迭代器的原始碼還是很理解的。
總結
（1）對於ArrayList和LinkedList，在size小於1000時，每種方式的差距都在幾ms之間，差別不大，選擇哪個方式都可以。
（2）對於ArrayList，無論size是多大，差距都不大，選擇哪個方式都可以。
（3）對於LinkedList，當size較大時，建議使用迭代器或for-each的方式進行遍歷，否則效率會有較明顯的差距。
所以，綜合來看，建議使用for-each，程式碼簡潔，效能也不差。
另外，當效率不是重點時，應該在設計上花更多心思了。實際上，把大量物件放到List裡面去，本身就應該是要考慮的問題。
至於Vector或Map，就留給感興趣的人去驗證了。
系統資訊
最後，附上系統資訊：
– listing properties –
java.vm.version=25.65-b01
java.vm.name=Java HotSpot(TM) 64-BitServer VM
java.runtime.version=1.8.0_65-b17
os.arch=amd64
os.name=Windows 10
java version”1.8.0_66”
Java(TM) SERuntime Environment (build 1.8.0_66-b18)
JavaHotSpot(TM) Client VM (build 25.66-b18, mixed mode)