遍历list的三种方式

问题场景

在IDEA里面用传统for循环遍历list的时候,提示‘for loop replaceable with foreach …’,为什么会提示?难道foreach的效率高?动手实验了一把。

思考与比较

首先foreach其实是语法糖,是对迭代器的简化,它让你不用关心索引的问题,即可遍历数组或者集合,但这也是它的缺点。foreach的循环对象一般是一个集合、ArrayList、LinkedList、Vector、数组等。

众所周知,集合里的ArrayList底层是用数组实现的,擅长随机访问;LinkedList底层是用链表实现的,擅长顺序访问。

for VS (foreach & iterator)

  1. 遍历数组或者集合时,如果你不需要使用到下标,你可以使用foreach。
  2. 使用foreach不能修改数组或者集合,因为foreach里的元素指向的不是数组或者集合的本身,而是一个副本。
  3. 对于数组类型的集合foreach效率稍微高一些,因为for循环遍历数组时需要先判断数组长度,引入自增变量,每次自增变量是否在范围内,再去hash查找元素;而foreach循环遍历数组时指针会自动指向下一个,如果有的话,不需要知道数组长度和判断,但是差距不会太大,在一个数量级上。见图一。
  4. 对于链表类型的集合foreach的效率明显高于for,因为链表适合顺序访问,而foreach正是遵循迭代器的规律逐个访问的,数据量大情况差距就不止一个数量级了。见图二。

结果

图一:
ArrayList遍历1千万条数据三种方式耗时,for用时29秒,foreach用时27秒,在一个数量级上,迭代器也是27秒。
这里写图片描述

图二:
LinkedList遍历50万条数据三种方式耗时,for用时1449秒,foreach用时1.3秒,完全不在一个数量级上,迭代器1.4秒。
这里写图片描述

CODE

package forx;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * Created by yangyouxing
 * date on 2017/6/2.
 */
public class ForTest {

    public static void print(List<String> list) {
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            //list.get(i);
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

    public static void print1(List<String> list) {
        for (String s : list) {

            System.out.println(s);
        }
    }

    public static void print2(List<String> list) {
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            //iterator.next();
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

    public static List<String> create(long num, boolean isLinkedList) {
        List<String> list;
        if (isLinkedList) {
            list = new LinkedList<>();
        } else {
            list = new ArrayList<>();
        }
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            list.add(i + "");
        }
        return list;
    }

    public static void main(String[] args) {

        //遍历ArrayList比较
        //test(10000000, false);

        //遍历LinkedList比较
        test(500000, true);

    }

    private static void test(long num, boolean isLinkedList) {

        String type;
        List<String> list;
        if (isLinkedList) {
            list = create(num, true);
            type = "LinkedList";
        } else {
            list = create(num, false);
            type = "ArrayList";
        }

        //传统for
        long a = System.currentTimeMillis();
        print(list);
        long b = System.currentTimeMillis();

        //foreach
        long c = System.currentTimeMillis();
        print1(list);
        long d = System.currentTimeMillis();

        //迭代器
        long e = System.currentTimeMillis();
        print2(list);
        long f = System.currentTimeMillis();

        System.out.println(type + " -> 传统for循环耗时:" + (b - a) + "ms");
        System.out.println(type + " -> foreach循环耗时:" + (d - c) + "ms");
        System.out.println(type + " -> 迭代器循环耗时:" + (f - e) + "ms");
    }
}
### 三种数据结构或集合的遍历方式及其实现 #### 1. 使用 `Iterator` 迭代器方式进行遍历 `Iterator` 是 Java 中用于遍历集合的一种通用机制。通过调用集合对象的 `iterator()` 方法获取迭代器实例,随后利用该迭代器逐一访问集合中的元素。 以下是使用 `Iterator` 的具体实现方法: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; public class IteratorExample { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("aaa"); list.add("bbb"); list.add("ccc"); // 获取迭代器 Iterator<String> iterator = list.iterator(); // 判断是否有下一个元素,并打印当前元素 while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } } } ``` 这种方式的优点在于能够安全地移除集合中的元素而不引发并发修改异常[^5]。 --- #### 2. 增强型 `for` 循环(foreach) 增强型 `for` 循环是一种更简洁的语法形式,专门设计用来简化集合和数组的遍历操作。对于实现了 `Iterable` 接口的数据结构(如 `ArrayList`, `HashSet`),可以直接使用这种循环来访问其中的每一个元素。 下面是具体的实现代码: ```java import java.util.ArrayList; public class EnhancedForLoopExample { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("aaa"); list.add("bbb"); list.add("ccc"); // 遍历集合中的每个元素 for (String element : list) { System.out.println(element); } } } ``` 相比传统 `for` 循环,这种方法更加直观易懂,减少了显式的索引管理需求[^5]。 --- #### 3. 传统 `for` 循环 传统 `for` 循环依赖于集合大小以及下标索引来完成遍历过程。虽然稍显冗余,但它提供了更大的灵活性,尤其是在需要知道当前位置或者执行条件判断的情况下非常有用。 下面展示如何通过常规 `for` 循环来处理列表类型的集合: ```java import java.util.ArrayList; public class TraditionalForLoopExample { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("aaa"); list.add("bbb"); list.add("ccc"); // 根据索引依次访问集合中的每一项 for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(list.get(i)); } } } ``` 需要注意的是,在某些特殊场景下(例如链表结构),频繁调用 `get(index)` 可能会带来较高的时间开销[^3]。 --- #### 总结 以上介绍了三种常见的集合遍历方式——分别是基于 `Iterator` 的迭代、借助增强版 `for` 循环以及采用标准 `for` 结构的形式。每种方案都有各自适用范围及其优缺点,开发者应根据实际应用场景灵活选用合适的策略。
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