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for循环之性能优化

作者:互联网

  前言

  for循环是开发时常用的语法之一,比如对数组,集合的遍历等,但是如果使用不好也会出现很多新能损耗的问题,今天就来讲解一下for循环的常用性能优化问题。

  嵌套循环

  嵌套循环是有俩层或者俩层以上的循环嵌套在一起,下面直接上代码说明。

  外大内小嵌套:

  /**

  * 大循环驱动小循环(即外大内小)

  */

  private static void bigSmall() {

  long stratTime = System.nanoTime();

  for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

  for (int j = 0; j < 100; j++) {

  }

  }

  long endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("外大内小耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

  执行看一下结果耗时:

  外大内小耗时:8743800

  再看看外小内大耗时情况

  外小内大嵌套

  /**

  * 小循环驱动大循环(即外小内大)

  */

  private static void smallBig() {

  long stratTime = System.nanoTime();

  for (int i = 0; i < 100; i++) {

  for (int j = 0; j < 10000000; j++) {

  }

  }

  long endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("外小内大耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

  执行看一下结果耗时:

  外小内大耗时:6922600

  好了,综合比较一下俩者的执行时间,时差还是很大的。

  外小内大耗时:6922600 ;外大内小耗时:8743800

  总结:

  由以上对比可知,优化后性能显著提升。嵌套循环应该遵循“外小内大”的原则,虽然循环次数没变,但是耗时却长了很大。这就好比你复制很多个小文件和复制几个大文件的区别,虽然总的大小没变,但是复制大文件明显比多个小文件更快。

  循环变量的实例化

  把循环变量的实例放在循环内:

  /**

  * 循环变量放在循环内

  */

  private static void smallBigBetterTwo() {

  long stratTime = System.nanoTime();

  for (int i = 0; i < 100; i++) {

  for (int j = 0; j < 10000000; j++) {

  }

  }

  long endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("循环内变量耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

  执行耗时:

  循环内变量耗时:4934500

  把循环变量的实例放在循环之外:

  /**

  * 循环变量放在循环外

  */

  private static void smallBigBetter() {

  long stratTime = System.nanoTime();

  int i, j;

  for (i = 0; i < 100; i++) {

  for (j = 0; j < 10000000; j++) {

  }

  }

  long endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("循环外变量耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

  执行耗时:

  循环外变量耗时:5013800

  对比一下把变量放在循环内和循环外对比耗时,发现时差还是挺大的:

  循环内变量耗时:4934500;循环外变量耗时:5013800

  分析总结:

  虽然优化效果并不明显,但是随着循环次数的增加,耗时会越来越大,优化效果则会越来越明显。分析:优化前需要实例化1+i=101次,优化后仅仅2次。总结:循环变量的实例化应放在循环外。

  提取与循环无关的表达式

  没有提取无关的表达式

  /**

  * 未提取无关的表达式

  */

  private static void calculationInner() {

  int a = 3;

  int b = 7;

  long stratTime = System.nanoTime();

  for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

  i = i * a * b;

  }

  long endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("未提取耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

  没有提取耗时:

  未提取耗时:800

  提取了无关的表达式

  /**

  * 提取无关的表达式

  */

  private static void calculationOuter() {

  int a = 3;

  int b = 7;

  int c = a * b;

  long stratTime = System.nanoTime();

  for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

  i = i * c;

  }

  long endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("已提取耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

  提取了无关表达式耗时:

  已提取耗时:500

  分析总结:郑州妇科医院 https://yiyuan.120ask.com/zzfck/

  代码中a*b与循环无关,所以应该把它放到外面,避免重复计算。从理论角度分析,由于减少了计算次数,故优化后性能会更高。

  消除循环终止判断时的方法调用

  stratTime = System.nanoTime();

  for (int i = 0; i < list.size(); i++) {

  }

  endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("未优化list耗时:"+(endTime - stratTime));

  耗时:

  未优化list耗时:253800

  优化后

  stratTime = System.nanoTime();

  int size = list.size();

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

  }

  endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("优化list耗时:"+(endTime - stratTime));

  耗时:

  优化list耗时:142500

  分析总结:

  每次循环,list.size()都会被执行一次,这无疑会影响程序的性能,所以应该将其放到循环外面,用一个变量来缓存其size,不要让这一点点代码而消耗我们这么多性能。

  异常捕获

  在内部捕获异常:

  /**

  * 在内部捕获异常

  */

  private static void catchInner() {

  long stratTime = System.nanoTime();

  for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

  try {

  } catch (Exception e) {

  }

  }

  long endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("在内部捕获异常耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

  执行耗时:

  在内部捕获异常耗时:3352700

  在外部捕获异常:

  /**

  * 在外部捕获异常

  */

  private static void catchOuter() {

  long stratTime = System.nanoTime();

  try {

  for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

  }

  } catch (Exception e) {

  }

  long endTime = System.nanoTime();

  System.out.println("在外部捕获异常耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

  执行耗时:

  在外部捕获异常耗时:2893600

  分析总结:

  捕获异常很占用资源,所以不要把try catch放到循环内部,优化后性能同样有好几个数量级的提升。另外, 《Effective Java》一书指出for-each循环优先于传统的for循环,它在简洁性和预防bug方面有着传统for循环无法媲美的优势,并且,没有性能方面的损失,因此,推荐使用for-each循环。


标签:性能,System,stratTime,耗时,循环,endTime,优化,nanoTime
来源: https://blog.51cto.com/14335413/2467983