java中for循环与List.get等价答案

【问题标题】：Equivalence of for loop to List.get in javajava中for循环与List.get等价
【发布时间】：2012-06-14 20:44:56
【问题描述】：

我有一个包含一个元素的列表，但以后可能会有更多。我使用的列表是一个 ArrayList。我发现通过调用 List.get(0) 而不是使用 for 循环可以获得更快的结果。为什么是这样？循环 1 项不应该与获取 1 项相同吗？如果没有，那么我怎样才能获得类似的性能？我知道我的数组最终会大于一项。我在 opengl 渲染器的主体中使用这个循环。当我使用循环时，我的 fps 会下降 45。

编辑：我已经解决了这个问题。每次渲染时，我的渲染器都会在列表中添加一个新值。

【问题讨论】：

“更快的结果”？这可能是一个无关紧要的微优化。与测试工具之外的操作相比，它会相形见绌。我的建议？在实际应用中测量出有意义的差异之前，请不要担心。
演示您描述的行为的代码示例将非常有帮助。列表有很多种，for 循环的编写方法也很多。
一个 ArrayList 在直接访问这样的元素方面会非常快。在数组列表上循环至少需要最少的启动（至少，设置索引，启动循环等，如果你使用了迭代器，对象创建等等。）
arraylist 是我使用 opengl 渲染的网格列表。我需要这样的快速性能。
我的目标是使用您的循环，以便您的代码易于更改，而不必担心性能。你测量过差异吗？这实际上是一个问题，还是您只是担心未来的表现？

标签： java list foreach

【解决方案1】：

在 Java 中使用增强的 for 循环（for-each）会产生如下编译代码：

Iterator<Thing> it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {
  yourLoop.loopBody(it.next());
}

您可能期望它等同于这个？

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
  yourLoop.loopBody(list.get(i));
}

但事实并非如此，构建迭代器需要您观察到的额外时间。

【讨论】：

即使 for 循环也有额外的开销：它调用了一个额外的方法并创建了一个新变量。
那个for循环比较快，但是跳过删除for循环还是比较快的。我需要这个 for 循环才能让我的代码稍后运行。
您可能会从首先手动检查尺寸获得小幅提升。即时编译器将对 size 的调用内联为直接字段访问。例如，int size = list.size(); if (size == 1) {list.get(0);} else {for (int i = 0; i < size; i++) {}}

【解决方案2】：

在不知道List 实现的情况下，无法真正给出具体答案。例如，ArrayList 是由一个数组支持的，所以调用get 本质上是一个数组访问。

另一方面，使用for 循环的“foreach”版本需要创建Iterator。这可能是减速的原因。一些实现对Iterator 或ListIterator 有复杂的实现。

那么答案就是风格和可读性的问题。大多数 Java 程序员会说 foreach 循环更具可读性并且更清楚您的意图。并且使用List（例如LinkedList）的一些实现要快得多。

【讨论】：

迭代 LinkedList 并不应该比迭代数组快。对于 ArrayList 数组访问、位置增量和边界检查是恒定时间。同样对于 LinkedList，节点值访问、节点下一个和边界检查也是恒定时间。当您在列表中的随机点（并不总是在末尾）进行插入时，LinkedList 的执行速度通常比 ArrayList 快，因为 LinkedList 具有恒定时间插入，而 arraylist 则没有。
@Matt，我的意思是，如果有人做类似for (int i=0;i<list.size();i++) {Object ele = list.get(i);} 的事情，ArrayList 会很快，LinkedList 会很慢。原因很简单，一个使用数组访问，另一个必须遍历每个元素，直到它到达索引。当然，在 LinkedList 的特定情况下，如果所需的索引位于列表的后半部分，实现者足够聪明，可以从尾部向后迭代。

【解决方案3】：

我不是收藏方面的专家，但设置迭代肯定比简单地获取特定项目更昂贵。

通过设置foreach，我们不知道集合中有多少项目，因此无论列表有多少项目，它都会设置它进行迭代。

【讨论】：

【解决方案4】：

总的来说，如果您担心速度，如果您知道自己正在使用 ArrayList，那么您最快的方法是：

int size = list.size();
for (int i=0;i<size;i++) {
  Thing thing = list.get(i);
}

虽然“size”方法的开销很小，但它仍然是不需要在每个循环中调用的开销。 ArrayList 上的 get() 方法是 O(1)。这应该给迭代器类似的性能。如果您查看 ArrayList 的迭代器代码，它非常简单，唯一真正的额外开销来自对象创建和并发修改检查。

然而，对于 LinkedList，这种类型的循环会产生可怕的性能，因为 LinkedList 上的 .get() 方法是 O(n)，而 Iterator 会快得多，因为它只是对每个循环进行指针检查和重新分配迭代使得每次调用 next() 的时间为 O(1)。

【讨论】：