对于Java循环中的For和For-each，哪个更快

Which is Faster For Loop or For-each in Java

对于Java循环中的For和For-each，哪个更快

通过本文，您可以了解一些集合遍历技巧。

Java遍历集合有两种方法。一个是最基本的for循环，另一个是jdk5引入的for each。通过这种方法，我们可以更方便地遍历数组和集合。但是你有没有想过这两种方法？哪一个遍历集合更有效？

for-each实现方法

For-each不是一种新语法，而是Java的语法糖([语法糖百度百科]( https://baike.baidu.com/item/语法糖/5247005#:~:text=语法糖（Syntactic sugar），也译为糖衣语法，是由英国 计算机 ,%E7%A7%91%E5%AD%A6%E5%AE%B6%E5%BD%BC%E5%BE%97%C2%B7%E7%BA%A6%E7%BF%B0%C2%B7%E5%85%B0%E8%BE%BE%EF%BC%88Peter%20J.%20Landin%EF%BC%89%E5%8F%91%E6%98%8E%E7%9A%84%E4%B8%80%E4%B8%AA%E6%9C%AF%E8%AF%AD%EF%BC%8C%E6%8C%87%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E8%AF%AD%E8%A8%80%E4%B8%AD%E6%B7%BB%E5%8A%A0%E7%9A%84%E6%9F%90%E7%A7%8D%E8%AF%AD%E6%B3%95%EF%BC%8C%E8%BF%99%E7%A7%8D%E8%AF%AD%E6%B3%95%E5%AF%B9%E8%AF%AD%E8%A8%80%E7%9A%84%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%B9%B6%E6%B2%A1%E6%9C%89%E5%BD%B1%E5%93%8D%EF%BC%8C%E4%BD%86%E6%98%AF%E6%9B%B4%E6%96%B9%E4%BE%BF%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E5%91%98%E4%BD%BF%E7%94%A8%E3%80%82.%20%E9%80%9A%E5%B8%B8%E6%9D%A5%E8%AF%B4%E4%BD%BF%E7%94%A8%E8%AF%AD%E6%B3%95%E7%B3%96%E8%83%BD%E5%A4%9F%E5%A2%9E%E5%8A%A0%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E7%9A%84%E5%8F%AF%E8%AF%BB%E6%80%A7%EF%BC%8C%E4%BB%8E%E8%80%8C%E5%87%8F%E5%B0%91%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E4%BB%A3%E7%A0%81%E5%87%BA%E9%94%99%E7%9A%84%E6%9C%BA%E4%BC%9A%E3%80%82.))。在编译时，编译器将此代码转换为迭代器实现，并将其编译为字节码。我们可以通过执行命令javap-verbose-Testforeach反编译以下编译代码：

public class TestForeach {
    List<Integer> integers;
    public void testForeach(){
        for(Integer i : integers){

        }
    }
}

获得的详细字节码如下：

public void testForeach();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=3, args_size=1
         0: aload_0
         1: getfield      #2                  // Field integers:Ljava/util/List;
         4: invokeinterface #3,  1            // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator;
         9: astore_1
        10: aload_1
        11: invokeinterface #4,  1            // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
        16: ifeq          32
        19: aload_1
        20: invokeinterface #5,  1            // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
        25: checkcast     #6                  // class java/lang/Integer
        28: astore_2
        29: goto          10
        32: return
      LineNumberTable:
        line 11: 0
        line 13: 29
        line 14: 32
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
           29       0     2     i   Ljava/lang/Integer;
            0      33     0  this   Ltest/TestForeach;
}

此字节码的一般含义是使用getfileld命令来获取integers变量并且调用List.iterator来获取迭代器实例和调用iterator.hasNext。如果返回true，调用iterator.next方法。

请看，这是迭代器遍历集合的实现逻辑。

基准测试

现在让我们使用for循环方法和for-each方法进行测试。

public class ForLoopTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            arrayList.add(i);
        }

        long arrayListStartTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            arrayList.get(i);
        }

        long arrayListCost =System.currentTimeMillis()-arrayListStartTime;
        System.out.println("ArrayList for loop traversal cost: "+ arrayListCost);

        long arrayListForeachStartTime = System.currentTimeMillis();
        for (Integer integer : arrayList) {

        }

        long arrayListForeachCost =System.currentTimeMillis()-arrayListForeachStartTime;
        System.out.println("ArrayList foreach traversal cost: "+ arrayListForeachCost);

这是测试结果:

如你所见，结果是显而易见的。对于ArrayList，使用For循环方法的性能优于For each方法。

我们可以说for循环比for-each好吗？

答案是否定的。在下一个基准测试中，我们将ArrayList更改为LinkedList。
同样，这里是测试结果。

原因分析

一些初学者可能想知道为什么ArrayList使用for循环方法遍历得更快，而LinkedList则更慢，速度也非常慢？

这由ArrayList和LinkedList数据结构决定。
ArrayList底层使用数组存储元素。数组是连续的内存空间。数据可以通过索引获得。时间复杂度为O（1），因此速度很快。

LinkedList的底层是一个双向链表。使用for循环实现遍历，每次都需要从链表的头节点开始。时间复杂度为O（n*n）。

结论

1. 使用ArrayList时，for循环方法更快，因为for-each由迭代器实现，并且需要执行并发修改验证。
2. 使用LinkedList时，for-each比for循环快得多，因为LinkedList是通过使用双向链表实现的。每个寻址都需要从头节点开始。如果我们需要遍历LinkedList，我们需要避免使用for循环。
3. 使用迭代器模式，for-each不需要关心集合的具体实现。如果需要替换集合，无需修改代码即可轻松替换。

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