for循環(huán)之性能優(yōu)化

　　前言

　　for循環(huán)是開發(fā)時(shí)常用的語法之一，比如對(duì)數(shù)組，集合的遍歷等，但是如果使用不好也會(huì)出現(xiàn)很多新能損耗的問題，今天就來講解一下for循環(huán)的常用性能優(yōu)化問題。

　　嵌套循環(huán)

　　嵌套循環(huán)是有倆層或者倆層以上的循環(huán)嵌套在一起，下面直接上代碼說明。

　　外大內(nèi)小嵌套：

　　/**

　　* 大循環(huán)驅(qū)動(dòng)小循環(huán)(即外大內(nèi)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("外大內(nèi)小耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

　　}

　　執(zhí)行看一下結(jié)果耗時(shí)：

　　外大內(nèi)小耗時(shí)：8743800

　　再看看外小內(nèi)大耗時(shí)情況

　　外小內(nèi)大嵌套

　　/**

　　* 小循環(huán)驅(qū)動(dòng)大循環(huán)(即外小內(nèi)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("外小內(nèi)大耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

　　}

　　執(zhí)行看一下結(jié)果耗時(shí)：

　　外小內(nèi)大耗時(shí)：6922600

　　好了，綜合比較一下倆者的執(zhí)行時(shí)間，時(shí)差還是很大的。

　　外小內(nèi)大耗時(shí)：6922600 ;外大內(nèi)小耗時(shí)：8743800

　　總結(jié)：

　　由以上對(duì)比可知，優(yōu)化后性能顯著提升。嵌套循環(huán)應(yīng)該遵循“外小內(nèi)大”的原則，雖然循環(huán)次數(shù)沒變，但是耗時(shí)卻長了很大。這就好比你復(fù)制很多個(gè)小文件和復(fù)制幾個(gè)大文件的區(qū)別，雖然總的大小沒變，但是復(fù)制大文件明顯比多個(gè)小文件更快。

　　循環(huán)變量的實(shí)例化

　　把循環(huán)變量的實(shí)例放在循環(huán)內(nèi)：

　　/**

　　* 循環(huán)變量放在循環(huán)內(nèi)

　　*/

　　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("循環(huán)內(nèi)變量耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

　　}

　　執(zhí)行耗時(shí)：

　　循環(huán)內(nèi)變量耗時(shí)：4934500

　　把循環(huán)變量的實(shí)例放在循環(huán)之外：

　　/**

　　* 循環(huán)變量放在循環(huán)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("循環(huán)外變量耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

　　}

　　執(zhí)行耗時(shí)：

　　循環(huán)外變量耗時(shí)：5013800

　　對(duì)比一下把變量放在循環(huán)內(nèi)和循環(huán)外對(duì)比耗時(shí)，發(fā)現(xiàn)時(shí)差還是挺大的：

　　循環(huán)內(nèi)變量耗時(shí)：4934500;循環(huán)外變量耗時(shí)：5013800

　　分析總結(jié)：

　　雖然優(yōu)化效果并不明顯，但是隨著循環(huán)次數(shù)的增加，耗時(shí)會(huì)越來越大，優(yōu)化效果則會(huì)越來越明顯。分析：優(yōu)化前需要實(shí)例化1+i=101次，優(yōu)化后僅僅2次。總結(jié)：循環(huán)變量的實(shí)例化應(yīng)放在循環(huán)外。

　　提取與循環(huán)無關(guān)的表達(dá)式

　　沒有提取無關(guān)的表達(dá)式

　　/**

　　* 未提取無關(guān)的表達(dá)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("未提取耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

　　}

　　沒有提取耗時(shí)：

　　未提取耗時(shí)：800

　　提取了無關(guān)的表達(dá)式

　　/**

　　* 提取無關(guān)的表達(dá)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("已提取耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

　　}

　　提取了無關(guān)表達(dá)式耗時(shí)：

　　已提取耗時(shí)：500

　　分析總結(jié)：鄭州婦科醫(yī)院 https://yiyuan.120ask.com/zzfck/

　　代碼中a*b與循環(huán)無關(guān)，所以應(yīng)該把它放到外面，避免重復(fù)計(jì)算。從理論角度分析，由于減少了計(jì)算次數(shù)，故優(yōu)化后性能會(huì)更高。

　　消除循環(huán)終止判斷時(shí)的方法調(diào)用

　　stratTime = System.nanoTime();

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

　　}

　　endTime = System.nanoTime();

　　System.out.println("未優(yōu)化list耗時(shí)："+(endTime - stratTime));

　　耗時(shí)：

　　未優(yōu)化list耗時(shí)：253800

　　優(yōu)化后

　　stratTime = System.nanoTime();

　　int size = list.size();

　　for (int i = 0; i < size; i++) {

　　}

　　endTime = System.nanoTime();

　　System.out.println("優(yōu)化list耗時(shí)："+(endTime - stratTime));

　　耗時(shí)：

　　優(yōu)化list耗時(shí)：142500

　　分析總結(jié)：

　　每次循環(huán)，list.size()都會(huì)被執(zhí)行一次，這無疑會(huì)影響程序的性能，所以應(yīng)該將其放到循環(huán)外面，用一個(gè)變量來緩存其size，不要讓這一點(diǎn)點(diǎn)代碼而消耗我們這么多性能。

　　異常捕獲

　　在內(nèi)部捕獲異常：

　　/**

　　* 在內(nèi)部捕獲異常

　　*/

　　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("在內(nèi)部捕獲異常耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

　　}

　　執(zhí)行耗時(shí)：

　　在內(nèi)部捕獲異常耗時(shí)：3352700

　　在外部捕獲異常：

　　/**

　　* 在外部捕獲異常

　　*/

　　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("在外部捕獲異常耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

　　}

　　執(zhí)行耗時(shí)：

　　在外部捕獲異常耗時(shí)：2893600

　　分析總結(jié)：

　　捕獲異常很占用資源，所以不要把try catch放到循環(huán)內(nèi)部，優(yōu)化后性能同樣有好幾個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。另外， 《Effective Java》一書指出for-each循環(huán)優(yōu)先于傳統(tǒng)的for循環(huán)，它在簡潔性和預(yù)防bug方面有著傳統(tǒng)for循環(huán)無法媲美的優(yōu)勢，并且，沒有性能方面的損失，因此，推薦使用for-each循環(huán)。