Java中Map的遍歷方法及性能測試
1. 闡述
對于Java中Map的遍歷方式,很多文章都推薦使用entrySet,認(rèn)為其比keySet的效率高很多。理由是:entrySet方法一次拿到所有key和value的集合;而keySet拿到的只是key的集合,針對每個(gè)key,都要去Map中額外查找一次value,從而降低了總體效率。那么實(shí)際情況如何呢?
為了解遍歷性能的真實(shí)差距,包括在遍歷key+value、遍歷key、遍歷value等不同場景下的差異,我試著進(jìn)行了一些對比測試。
2. 對比測試
一開始只進(jìn)行了簡單的測試,但結(jié)果卻表明keySet的性能更好,這一點(diǎn)讓我很是費(fèi)解,不都說entrySet明顯好于keySet嗎?為了進(jìn)一步地進(jìn)行驗(yàn)證,于是采用了不同的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行更詳細(xì)的對比測試。
2.1 測試數(shù)據(jù)
2.1.1 HashMap測試數(shù)據(jù)
HashMap-1,大小為100萬,key和value均為String,key的值為1、2、3……1000000:
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
String key, value;
for (i = 1; i <= num; i++) {
key = "" + i;
value = "value";
map.put(key, value);
}
HashMap-2,大小為100萬,key和value均為String,key的值為50、100、150、200、……、50000000:
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
String key, value;
for (i = 1; i <= num; i++) {
key = "" + (i * 50);
value = "value";
map.put(key, value);
}
2.1.2 TreeMap測試數(shù)據(jù)
TreeMap-1,大小為100萬,key和value均為String,key的值為1、2、3……1000000:
Map<String, String> map = new TreeMap<String, String>();
String key, value;
for (i = 1; i <= num; i++) {
key = "" + i;
value = "value";
map.put(key, value);
}
TreeMap-2,大小為100萬,key和value均為String,key的值為50、100、150、200、……、50000000,更離散:
Map<String, String> map = new TreeMap<String, String>();
String key, value;
for (i = 1; i <= num; i++) {
key = "" + (i * 50);
value = "value";
map.put(key, value);
}
2.2 測試場景
分別使用keySet、entrySet和values的多種寫法測試三種場景:遍歷key+value、遍歷key、遍歷value的場景。
2.2.1 遍歷key+value
keySet遍歷key+value(寫法1):
Iterator<String> iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
key = iter.next();
value = map.get(key);
}
keySet遍歷key+value(寫法2):
for (String key : map.keySet()) {
value = map.get(key);
}
entrySet遍歷key+value(寫法1):
Iterator<Entry<String, String>> iter = map.entrySet().iterator();
Entry<String, String> entry;
while (iter.hasNext()) {
entry = iter.next();
key = entry.getKey();
value = entry.getValue();
}
entrySet遍歷key+value(寫法2):
for (Entry<String, String> entry: map.entrySet()) {
key = entry.getKey();
value = entry.getValue();
}
2.2.2 遍歷key
keySet遍歷key(寫法1):
Iterator<String> iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
key = iter.next();
}
keySet遍歷key(寫法2):
for (String key : map.keySet()) {
}
entrySet遍歷key(寫法1):
Iterator<Entry<String, String>> iter = map.entrySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
key = iter.next().getKey();
}
entrySet遍歷key(寫法2):
for (Entry<String, String> entry: map.entrySet()) {
key = entry.getKey();
}
2.2.3 遍歷value
keySet遍歷value(寫法1):
Iterator<String> iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
value = map.get(iter.next());
}
keySet遍歷value(寫法2):
for (String key : map.keySet()) {
value = map.get(key);
}
entrySet遍歷value(寫法1):
Iterator<Entry<String, String>> iter = map.entrySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
value = iter.next().getValue();
}
entrySet遍歷value(寫法2):
for (Entry<String, String> entry: map.entrySet()) {
value = entry.getValue();
}
values遍歷value(寫法1):
Iterator<String> iter = map.values().iterator();
while (iter.hasNext()) {
value = iter.next();
}
values遍歷value(寫法2):
for (String value : map.values()) {
}
2.3 測試結(jié)果
2.3.1 HashMap測試結(jié)果
|
單位:毫秒 |
HashMap-1 |
HashMap-2 |
| keySet遍歷key+value(寫法1) |
39 |
93 |
| keySet遍歷key+value(寫法2) |
38 |
87 |
| entrySet遍歷key+value(寫法1) |
43 |
86 |
| entrySet遍歷key+value(寫法2) |
43 |
85 |
|
單位:毫秒 |
HashMap-1 |
HashMap-2 |
| keySet遍歷key(寫法1) |
27 |
65 |
| keySet遍歷key(寫法2) |
26 |
64 |
| entrySet遍歷key(寫法1) |
35 |
75 |
| entrySet遍歷key(寫法2) |
34 |
74 |
|
單位:毫秒 |
HashMap-1 |
HashMap-2 |
| keySet遍歷value(寫法1) |
38 |
87 |
| keySet遍歷value(寫法2) |
37 |
87 |
| entrySet遍歷value(寫法1) |
34 |
61 |
| entrySet遍歷value(寫法2) |
32 |
62 |
| values遍歷value(寫法1) |
26 |
48 |
| values遍歷value(寫法2) |
26 |
48 |
2.3.2 TreeMap測試結(jié)果
|
單位:毫秒 |
TreeMap-1 |
TreeMap-2 |
| keySet遍歷key+value(寫法1) |
430 |
451 |
| keySet遍歷key+value(寫法2) |
429 |
450 |
| entrySet遍歷key+value(寫法1) |
77 |
84 |
| entrySet遍歷key+value(寫法2) |
70 |
68 |
|
單位:毫秒 |
TreeMap-1 |
TreeMap-2 |
| keySet遍歷key(寫法1) |
50 |
49 |
| keySet遍歷key(寫法2) |
49 |
48 |
| entrySet遍歷key(寫法1) |
66 |
64 |
| entrySet遍歷key(寫法2) |
65 |
63 |
|
單位:毫秒 |
TreeMap-1 |
TreeMap-2 |
| keySet遍歷value(寫法1) |
432 |
448 |
| keySet遍歷value(寫法2) |
430 |
448 |
| entrySet遍歷value(寫法1) |
62 |
61 |
| entrySet遍歷value(寫法2) |
62 |
61 |
| values遍歷value(寫法1) |
46 |
46 |
| values遍歷value(寫法2) |
45 |
46 |
3. 結(jié)論
3.1 如果你使用HashMap
1.同時(shí)遍歷key和value時(shí),keySet與entrySet方法的性能差異取決于key的具體情況,如復(fù)雜度(復(fù)雜對象)、離散度、沖突率等。換言之,取決于HashMap查找value的開銷。entrySet一次性取出所有 key和value的操作是有性能開銷的,當(dāng)這個(gè)損失小于HashMap查找value的開銷時(shí),entrySet的性能優(yōu)勢就會體現(xiàn)出來。例如上述對比測試中,當(dāng)key是最簡單的數(shù)值字符串時(shí),keySet可能反而會更高效,耗時(shí)比entrySet少10%??傮w來說還是推薦使用entrySet。因?yàn)楫?dāng)key很簡單時(shí),其性能或許會略低于keySet,但卻是可控的;而隨著key的復(fù)雜化,entrySet的優(yōu)勢將會明顯體現(xiàn)出來。當(dāng)然,我們可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇
2.只遍歷key時(shí),keySet方法更為合適,因?yàn)閑ntrySet將無用的value也給取出來了,浪費(fèi)了性能和空間。在上述測試結(jié)果中,keySet比entrySet方法耗時(shí)少23%。
3.只遍歷value時(shí),使用vlaues方法是最佳選擇,entrySet會略好于keySet方法。
4.在不同的遍歷寫法中,推薦使用如下寫法,其效率略高一些:
for (String key : map.keySet()) {
value = map.get(key);
}
for (Entry<String, String> entry: map.entrySet()) {
key = entry.getKey();
value = entry.getValue();
}
for (String value : map.values()) {
}
3.2 如果你使用TreeMap
1.同時(shí)遍歷key和value時(shí),與HashMap不同,entrySet的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于keySet。這是由TreeMap的查詢效率決定的,也就是說,TreeMap查找value的開銷較大,明顯高于entrySet一次性取出所有key和value的開銷。因此,遍歷TreeMap時(shí)強(qiáng)烈推薦使用entrySet方法。
2.只遍歷key時(shí),keySet方法更為合適,因?yàn)閑ntrySet將無用的value也給取出來了,浪費(fèi)了性能和空間。在上述測試結(jié)果中,keySet比entrySet方法耗時(shí)少24%。
3.只遍歷value時(shí),使用vlaues方法是最佳選擇,entrySet也明顯優(yōu)于keySet方法。
4.在不同的遍歷寫法中,推薦使用如下寫法,其效率略高一些:
for (String key : map.keySet()) {
value = map.get(key);
}
for (Entry<String, String> entry: map.entrySet()) {
key = entry.getKey();
value = entry.getValue();
}
for (String value : map.values()) {
}
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