Java中map遍历方式的选择问题详解

1. 阐述

  对于Java中Map的遍历方式,很多文章都推荐使用entrySet,认为其比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,针对每个key,都要去Map中额外查找一次value,从而降低了总体效率。那么实际情况如何呢?

  为了解遍历性能的真实差距,包括在遍历key+value、遍历key、遍历value等不同场景下的差异,我试着进行了一些对比测试。

2. 对比测试

  一开始只进行了简单的测试,但结果却表明keySet的性能更好,这一点让我很是费解,不都说entrySet明显好于keySet吗?为了进一步地进行验证,于是采用了不同的测试数据进行更详细的对比测试。

2.1 测试数据

2.1.1 HashMap测试数据

HashMap-1,大小为100万,key和value均为String,key的值为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,大小为100万,key和value均为String,key的值为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测试数据
TreeMap-1,大小为100万,key和value均为String,key的值为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,大小为100万,key和value均为String,key的值为50、100、150、200、……、50000000,更离散:

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 测试场景

  分别使用keySet、entrySet和values的多种写法测试三种场景:遍历key+value、遍历key、遍历value的场景。

2.2.1 遍历key+value

keySet遍历key+value(写法1):

Iterator<String> iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
  key = iter.next();
  value = map.get(key);
}

keySet遍历key+value(写法2):

for (String key : map.keySet()) {
  value = map.get(key);
}

entrySet遍历key+value(写法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遍历key+value(写法2):

for (Entry<String, String> entry: map.entrySet()) {
  key = entry.getKey();
  value = entry.getValue();
}

2.2.2 遍历key

keySet遍历key(写法1):

Iterator<String> iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
  key = iter.next();
}

keySet遍历key(写法2):

for (String key : map.keySet()) {
}

entrySet遍历key(写法1):

Iterator<Entry<String, String>> iter = map.entrySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
  key = iter.next().getKey();
}

entrySet遍历key(写法2):

for (Entry<String, String> entry: map.entrySet()) {
  key = entry.getKey();
}

2.2.3 遍历value

keySet遍历value(写法1):

Iterator<String> iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
  value = map.get(iter.next());
}

keySet遍历value(写法2):

for (String key : map.keySet()) {
  value = map.get(key);
}

entrySet遍历value(写法1):

Iterator<Entry<String, String>> iter = map.entrySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
value = iter.next().getValue();
}

entrySet遍历value(写法2):

for (Entry<String, String> entry: map.entrySet()) {
  value = entry.getValue();
}

values遍历value(写法1):

Iterator<String> iter = map.values().iterator();
while (iter.hasNext()) {
value = iter.next();
}

values遍历value(写法2):

for (String value : map.values()) {
}

2.3 测试结果

2.3.1 HashMap测试结果


单位:毫秒


HashMap-1


HashMap-2


keySet遍历key+value(写法1)


39


93


keySet遍历key+value(写法2)


38


87


entrySet遍历key+value(写法1)


43


86


entrySet遍历key+value(写法2)


43


85


单位:毫秒


HashMap-1


HashMap-2


keySet遍历key(写法1)


27


65


keySet遍历key(写法2)


26


64


entrySet遍历key(写法1)


35


75


entrySet遍历key(写法2)


34


74


单位:毫秒


HashMap-1


HashMap-2


keySet遍历value(写法1)


38


87


keySet遍历value(写法2)


37


87


entrySet遍历value(写法1)


34


61


entrySet遍历value(写法2)


32


62


values遍历value(写法1)


26


48


values遍历value(写法2)


26


48

2.3.2 TreeMap测试结果


单位:毫秒


TreeMap-1


TreeMap-2


keySet遍历key+value(写法1)


430


451


keySet遍历key+value(写法2)


429


450


entrySet遍历key+value(写法1)


77


84


entrySet遍历key+value(写法2)


70


68


单位:毫秒


TreeMap-1


TreeMap-2


keySet遍历key(写法1)


50


49


keySet遍历key(写法2)


49


48


entrySet遍历key(写法1)


66


64


entrySet遍历key(写法2)


65


63


单位:毫秒


TreeMap-1


TreeMap-2


keySet遍历value(写法1)


432


448


keySet遍历value(写法2)


430


448


entrySet遍历value(写法1)


62


61


entrySet遍历value(写法2)


62


61


values遍历value(写法1)


46


46


values遍历value(写法2)


45


46

3. 结论

3.1 如果你使用HashMap

同时遍历key和value时,keySet与entrySet方法的性能差异取决于key的具体情况,如复杂度(复杂对象)、离散度、冲突率等。换言之,取决于HashMap查找value的开销。entrySet一次性取出所有key和value的操作是有性能开销的,当这个损失小于HashMap查找value的开销时,entrySet的性能优势就会体现出来。例如上述对比测试中,当key是最简单的数值字符串时,keySet可能反而会更高效,耗时比entrySet少10%。总体来说还是推荐使用entrySet。因为当key很简单时,其性能或许会略低于keySet,但却是可控的;而随着key的复杂化,entrySet的优势将会明显体现出来。当然,我们可以根据实际情况进行选择
只遍历key时,keySet方法更为合适,因为entrySet将无用的value也给取出来了,浪费了性能和空间。在上述测试结果中,keySet比entrySet方法耗时少23%。

只遍历value时,使用vlaues方法是最佳选择,entrySet会略好于keySet方法。

在不同的遍历写法中,推荐使用如下写法,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

同时遍历key和value时,与HashMap不同,entrySet的性能远远高于keySet。这是由TreeMap的查询效率决定的,也就是说,TreeMap查找value的开销较大,明显高于entrySet一次性取出所有key和value的开销。因此,遍历TreeMap时强烈推荐使用entrySet方法。

只遍历key时,keySet方法更为合适,因为entrySet将无用的value也给取出来了,浪费了性能和空间。在上述测试结果中,keySet比entrySet方法耗时少24%。

只遍历value时,使用vlaues方法是最佳选择,entrySet也明显优于keySet方法。

在不同的遍历写法中,推荐使用如下写法,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()) {
}

总结

以上就是本文关于Java中map遍历方式的选择问题详解的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以参阅:Java中map内部存储方式解析 、 Javabean和map相互转化方法代码示例 、 浅谈对象与Map相互转化等。有问题请留言,小编会及时回复大家的。感谢朋友们对我们网站的支持。

时间: 2017-09-30

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