For-Loop Foreach 的性能差异

Question

我总是问自己“使用什么”应该使用 for 循环还是 foreach。 在我看来，两者都是“相同的”。我知道遍历列表等是一个更好的 foreach 但如果我们有以下情况怎么办：

for (String zipCode : zipCodes) {
    if (zipCode.equals(zip)) {
        return true;
    }
}

或

for (int i = 0; i < zipCodes.length; i++) {
    if (zipCodes[i].equals(zip)) {
        return true;
    }
}

什么会更好？还是在这种情况下真的没有区别？

Answer 1

首要任务 - for-each 只是 Iterator 的语法糖。阅读 JLS 的this section。所以，我将把这个问题作为一个简单的 FOR 循环与迭代器来解决。

现在，当您使用 Iterator 遍历集合时，您至少会使用两种方法 - next() 和 hasNext()，以下是它们的 ArrayList 实现：

    public boolean hasNext() {
        return cursor != size;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public E next() {
        checkForComodification();
        int i = cursor;
        if (i >= size)
            throw new NoSuchElementException();
        Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
        if (i >= elementData.length)
            throw new ConcurrentModificationException();
        cursor = i + 1;
        return (E) elementData[lastRet = I]; // hagrawal: this is what simple FOR loop does
    }

现在，我们都知道基本计算，如果在处理器上我必须只执行myArray[i] v/s 完整实现next() 方法，就会有性能差异。因此，性能必须有所不同。

很可能有些人可能会强烈反对这一点，引用性能基准和来自 Effective Java 的摘录，但我可以尝试解释的唯一其他方式是这甚至写在 Oracle 的官方文档中 - 请阅读以下内容RandomAccess 接口文档超过 here。

非常明确地提到会有差异。因此，如果您能说服我官方文档中写的内容是错误的并且会被更改，我将准备接受简单 FOR 循环与 Iterator 或 for-each 之间没有性能差异的论点。

恕我直言，提出整个论点的正确方法是：

1. 如果集合实现RandomAccess 接口，那么简单的FOR 循环将比Iterator 或for-each 执行（至少理论上）更好。 （这也是RandomAccess docs写的）
2. 如果集合没有实现 RandomAccess 接口，那么 Iterator 或 for-each 将（肯定）比简单的 FOR 循环执行得更好。
3. 但是，出于所有实际目的，for-each 通常是最佳选择。

Answer 2

如果zipCodes[i] 不是 O(1)，那么你的第二种情况的性能会差很多。 （也就是说，我认为在 Java 中还存在一个容器，其中[] 是不是 O(1)）。换句话说，短形式 for 循环不能变慢。

加上for 循环的缩写形式更清晰，这确实应该是首要考虑因素，除非速度很重要。

Answer 3

如今，优化已不再那么重要，因为任何差异都不会引起注意，除非您需要处理大量数据。此外，如果您使用 Collection，则性能将取决于所选的实现。

您真正应该考虑的是代码的质量。规则是您应该使用尽可能少的元素来尽可能清晰地呈现逻辑。第二种解决方案引入了一个新元素 i 索引，它实际上并不需要，只会使代码稍微复杂一些。仅当您确实需要知道每次迭代中的索引时才使用 fori 循环。

因此，从代码质量的角度来看，您应该使用第一个解决方案 :-)

Answer 4

请注意，使用 for-each 循环不会降低性能， 即使是数组。事实上，它可能会提供轻微的性能优势 在某些情况下通过普通的 for 循环，因为它计算 数组索引的限制只有一次。

Joshua Bloch 在 Effective Java 中的第 46 条