다음 편집기는 Java 컬렉션 탐색의 여러 방법에 대한 요약과 자세한 비교를 제공합니다. 에디터가 꽤 좋다고 생각해서 지금 공유해서 참고용으로 올려보겠습니다. 에디터를 따라가서 살펴보겠습니다.
컬렉션 클래스의 일반적인 순회 방법, 반복자를 사용하여 반복:
Iterator it = list.iterator(); while(it.hasNext()) { Object obj = it.next(); }
맵 순회 방법 :
1. 모든 키를 얻어서 키에 따라 순회
//Set<Integer> set = map.keySet(); //得到所有key的集合 for (Integer in : map.keySet()) { String str = map.get(in);//得到每个key多对用value的值 }
2. 반복자를 사용하여 Map.entrySet
Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = map.entrySet().iterator(); while (it.hasNext()) { Map.Entry<Integer, String> entry = it.next(); System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue()); }
를 통해 키와 값을 순회합니다. 3. Map.entrySet을 통해 키와 값을 순회합니다. 특히 다음과 같은 경우에 권장됩니다. 용량이 큽니다
for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) { //Map.entry<Integer,String> 映射项(键-值对) 有几个方法:用上面的名字entry //entry.getKey() ;entry.getValue(); entry.setValue(); //map.entrySet() 返回此映射中包含的映射关系的 Set视图。 System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue()); }
4. Map.values()를 통해 모든 값을 순회하지만 키를 순회할 수는 없습니다
for (String v : map.values()) { System.out.println("value= " + v); }
목록 순회 방법:
첫 번째 방법:
for(Iterator iterator = list.iterator();iterator.hasNext();){ int i = (Integer) iterator.next(); System.out.println(i); }
두 번째 방법:
Iterator iterator = list.iterator(); while(iterator.hasNext()){ int i = (Integer) iterator.next(); System.out.println(i); }
세 번째 유형:
for (Object object : list) { System.out.println(object); }
네 번째 유형:
for(int i = 0 ;i<list.size();i++) { int j= (Integer) list.get(i); System.out.println(j); }
데이터 요소가 어떻게 저장된 메모리에 저장되어 있습니까?
주로 두 가지 저장 방법이 있습니다.
1. (직접접근):
이런 식으로 인접한 데이터 요소는 인접한 메모리 주소에 저장되며 전체 메모리 주소는 연속적입니다. 메모리 주소는 요소의 위치를 기반으로 직접 계산하여 직접 읽을 수 있습니다. 특정 위치에서 요소를 읽는 평균 시간 복잡도는 O(1)입니다. 일반적으로 배열을 기반으로 구현된 컬렉션에만 이 기능이 있습니다. Java는 ArrayList로 표현됩니다.
2. 체인 저장, 순차 접근:
이런 방식으로 각 데이터 요소는 동일한 위치에 있을 필요가 없습니다. 메모리 인접 위치에 있는 각 데이터 요소에는 다음 요소의 메모리 주소가 포함됩니다. 메모리 주소는 요소의 위치를 기반으로 직접 계산할 수 없으며 요소는 순서대로만 읽을 수 있습니다. 특정 위치의 요소를 읽는 평균 시간 복잡도는 O(n)입니다. 주로 연결리스트(Linked List)로 표현됩니다. Java에서는 LinkedList로 표현됩니다.
각 순회 방식의 구현 원리는 무엇인가요?
1. 기존 for 루프 순회, 카운터 기반:
순회자를 유지합니다. 컬렉션 외부에 카운터를 추가한 다음 각 위치의 요소를 순서대로 읽고 마지막 요소를 읽으면 중지합니다. 가장 중요한 것은 위치에 따라 요소를 읽는 것입니다.
2. 반복자 순회, 반복자:
데이터 세트 조합의 각 구체적인 구현이 필요합니다. 해당 반복자. 전통적인 for 루프와 비교하여 Iterator는 명시적인 순회 카운터를 제거합니다. 따라서 순차적으로 저장된 컬렉션을 기반으로 하는 Iterator는 위치별로 데이터에 직접 접근할 수 있습니다. 연결된 저장소 컬렉션을 기반으로 하는 Iterator의 일반적인 구현에는 현재 이동된 위치를 저장해야 합니다. 그런 다음 현재 위치를 기준으로 포인터를 앞이나 뒤로 이동합니다.
3. foreach 루프 순회:
디컴파일된 바이트코드에 따르면 foreach도 내부적으로 사용 Iterator 형태로 구현되지만 Java 컴파일러가 이러한 코드를 생성합니다.
저장 방법별로 순회 방법의 성능은 어떻습니까?
1. 카운터 기반의 전통적인 for 루프 탐색:
요소를 보려면 위치 읽기를 누릅니다. 따라서 순차 저장의 경우 특정 위치의 요소를 읽는 평균 시간 복잡도가 O(1)이므로 전체 컬렉션을 순회하는 평균 시간 복잡도가 O(n)임을 알 수 있습니다. 체인형 저장소의 경우 특정 위치에서 요소를 읽는 평균 시간 복잡도는 O(n)이므로 전체 컬렉션을 순회하는 평균 시간 복잡도는 O(n2)(n 제곱)입니다.
위치별 읽기를 위한 ArrayList 코드: 요소 위치별로 직접 읽습니다.
transient Object[] elementData; public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); } E elementData(int index) { return (E) elementData[index]; }
LinkedList를 위치별로 읽는 코드: 매번 0번째 요소부터 거꾸로 읽어야 합니다. 실제로 내부적으로도 작은 최적화가 이루어졌습니다.
transient int size = 0; transient Node<E> first; transient Node<E> last; public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; } Node<E> node(int index) { if (index < (size >> 1)) { //查询位置在链表前半部分,从链表头开始查找 Node<E> x = first; for (int i = 0; i < index; i++) x = x.next; return x; } else { //查询位置在链表后半部分,从链表尾开始查找 Node<E> x = last; for (int i = size - 1; i > index; i--) x = x.prev; return x; } }
2. 반복자 순회, 반복자:
那么对于RandomAccess类型的集合来说,没有太多意义,反而因为一些额外的操作,还会增加额外的运行时间。但是对于Sequential Access的集合来说,就有很重大的意义了,因为Iterator内部维护了当前遍历的位置,所以每次遍历,读取下一个位置并不需要从集合的第一个元素开始查找,只要把指针向后移一位就行了,这样一来,遍历整个集合的时间复杂度就降低为O(n);
(这里只用LinkedList做例子)LinkedList的迭代器,内部实现,就是维护当前遍历的位置,然后操作指针移动就可以了:
代码:
public E next() { checkForComodification(); if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException(); lastReturned = next; next = next.next; nextIndex++; return lastReturned.item; } public E previous() { checkForComodification(); if (!hasPrevious()) throw new NoSuchElementException(); lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev; nextIndex--; return lastReturned.item; }
3、foreach循环遍历:
分析Java字节码可知,foreach内部实现原理,也是通过Iterator实现的,只不过这个Iterator是Java编译器帮我们生成的,所以我们不需要再手动去编写。但是因为每次都要做类型转换检查,所以花费的时间比Iterator略长。时间复杂度和Iterator一样。
Iterator和foreach字节码如下:
//使用Iterator的字节码: Code: 0: new #16 // class java/util/ArrayList 3: dup 4: invokespecial #18 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V 7: astore_1 8: aload_1 9: invokeinterface #19, 1 // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator; 14: astore_2 15: goto 25 18: aload_2 19: invokeinterface #25, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object; 24: pop 25: aload_2 26: invokeinterface #31, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z 31: ifne 18 34: return //使用foreach的字节码: Code: 0: new #16 // class java/util/ArrayList 3: dup 4: invokespecial #18 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V 7: astore_1 8: aload_1 9: invokeinterface #19, 1 // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator; 14: astore_3 15: goto 28 18: aload_3 19: invokeinterface #25, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object; 24: checkcast #31 // class loop/Model 27: astore_2 28: aload_3 29: invokeinterface #33, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z 34: ifne 18 37: return
各遍历方式的适用于什么场合?
1、传统的for循环遍历,基于计数器的:
顺序存储:读取性能比较高。适用于遍历顺序存储集合。
链式存储:时间复杂度太大,不适用于遍历链式存储的集合。
2、迭代器遍历,Iterator:
顺序存储:如果不是太在意时间,推荐选择此方式,毕竟代码更加简洁,也防止了Off-By-One的问题。
链式存储:意义就重大了,平均时间复杂度降为O(n),还是挺诱人的,所以推荐此种遍历方式。
3、foreach循环遍历:
foreach只是让代码更加简洁了,但是他有一些缺点,就是遍历过程中不能操作数据集合(删除等),所以有些场合不使用。而且它本身就是基于Iterator实现的,但是由于类型转换的问题,所以会比直接使用Iterator慢一点,但是还好,时间复杂度都是一样的。所以怎么选择,参考上面两种方式,做一个折中的选择。
Java的最佳实践是什么?
Java数据集合框架中,提供了一个RandomAccess接口,该接口没有方法,只是一个标记。通常被List接口的实现使用,用来标记该List的实现是否支持Random Access。
一个数据集合实现了该接口,就意味着它支持Random Access,按位置读取元素的平均时间复杂度为O(1)。比如ArrayList。
而没有实现该接口的,就表示不支持Random Access。比如LinkedList。
所以看来JDK开发者也是注意到这个问题的,那么推荐的做法就是,如果想要遍历一个List,那么先判断是否支持Random Access,也就是 list instanceof RandomAccess。
比如:
if (list instanceof RandomAccess) { //使用传统的for循环遍历。 } else { //使用Iterator或者foreach。 }
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