HashMap循环遍历方式及其性能对比

主要介绍HashMap的四种循环遍历方式，各种方式的性能测试对比，根据HashMap的源码实现分析性能结果，总结结论。

 

1. Map的四种遍历方式
下面只是简单介绍各种遍历示例(以HashMap为例)，各自优劣会在本文后面进行分析给出结论。

(1) for each map.entrySet()

Java

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();for (Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {entry.getKey();entry.getValue();}

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Map<String,String>map =new HashMap<String,String>();

for (Entry<String,String>entry :map.entrySet()){

entry.getKey();

entry.getValue();

}

 

(2) 显示调用map.entrySet()的集合迭代器

Java

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

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Iterator<Map.Entry<String,String>>iterator =map.entrySet().iterator();

while (iterator.hasNext()){

Map.Entry<String,String>entry =iterator.next();

entry.getKey();

entry.getValue();

}

 

(3) for each map.keySet()，再调用get获取

Java

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();for (String key : map.keySet()) {map.get(key);}

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Map<String,String>map =new HashMap<String,String>();

for (Stringkey :map.keySet()){

map.get(key);

}

 

(4) for each map.entrySet()，用临时变量保存map.entrySet()

Java

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

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Set<Entry<String,String>>entrySet =map.entrySet();

for (Entry<String,String>entry :entrySet){

entry.getKey();

entry.getValue();

}

在测试前大家可以根据对HashMap的了解，想想上面四种遍历方式哪个性能更优。

 

2、HashMap四种遍历方式的性能测试及对比
以下是性能测试代码，会输出不同数量级大小的HashMap各种遍历方式所花费的时间。

HashMap循环遍历方式性能对比测试代码

PS：如果运行报异常in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space，请将main函数里面map size的大小减小。

其中getHashMaps函数会返回不同size的HashMap。
loopMapCompare函数会分别用上面的遍历方式1-4去遍历每一个map数组(包含不同大小HashMap)中的HashMap。
print开头函数为输出辅助函数，可忽略。

 

测试环境为Windows7 32位系统 3.2G双核CPU 4G内存，Java 7，Eclipse -Xms512m -Xmx512m
最终测试结果如下：

Java

compare loop performance of HashMap-----------------------------------------------------------------------map size | 10,000 | 100,000 | 1,000,000 | 2,000,000 -----------------------------------------------------------------------for each entrySet | 2 ms | 6 ms | 36 ms | 91 ms -----------------------------------------------------------------------for iterator entrySet | 0 ms | 4 ms | 35 ms | 89 ms -----------------------------------------------------------------------for each keySet | 1 ms | 6 ms | 48 ms | 126 ms -----------------------------------------------------------------------for entrySet=entrySet()| 1 ms | 4 ms | 35 ms | 92 ms -----------------------------------------------------------------------

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compareloop performance of HashMap

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mapsize               | 10,000    |100,000  | 1,000,000| 2,000,000

-----------------------------------------------------------------------

foreach entrySet      |2 ms      |6 ms      |36 ms    | 91ms    

-----------------------------------------------------------------------

foriterator entrySet  |0 ms      |4 ms      |35 ms    | 89ms    

-----------------------------------------------------------------------

foreach keySet        |1 ms      |6 ms      |48 ms    | 126ms    

-----------------------------------------------------------------------

forentrySet=entrySet()|1 ms      |4 ms      |35 ms    | 92ms    

-----------------------------------------------------------------------

表横向为同一遍历方式不同大小HashMap遍历的时间消耗，纵向为同一HashMap不同遍历方式遍历的时间消耗。
PS：由于首次遍历HashMap会稍微多耗时一点，for each的结果稍微有点偏差，将测试代码中的几个Type顺序调换会发现，for each entrySet耗时和for iterator entrySet接近。

 

3、遍历方式性能测试结果分析
(1) foreach介绍
见：ArrayList和LinkedList的几种循环遍历方式及性能对比分析中介绍。

 

(2) HashMap遍历方式结果分析
从上面知道for each与显示调用Iterator等价，上表的结果中可以看出除了第三种方式(for each map.keySet())，再调用get获取方式外，其他三种方式性能相当。本例还是hash值散列较好的情况，若散列算法较差，第三种方式会更加耗时。
我们看看HashMap entrySet和keySet的源码

Java

private final class KeyIterator extends HashIterator<K> {public K next() {return nextEntry().getKey();}}private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {public Map.Entry<K,V> next() {return nextEntry();}}

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privatefinal classKeyIterator extendsHashIterator<K>{

publicK next(){

returnnextEntry().getKey();

}

}

 

privatefinal classEntryIterator extendsHashIterator<Map.Entry<K,V>>{

publicMap.Entry<K,V>next(){

returnnextEntry();

}

}

分别是keySet()和entrySet()返回的set的迭代器，从中我们可以看到只是返回值不同而已，父类相同，所以性能相差不多。只是第三种方式多了一步根据key get得到value的操作而已。get的时间复杂度根据hash算法而异，源码如下：

Java

public V get(Object key) {if (key == null)return getForNullKey();Entry<K,V> entry = getEntry(key);return null == entry ? null : entry.getValue();}/** * Returns the entry associated with the specified key in the * HashMap. Returns null if the HashMap contains no mapping * for the key. */final Entry<K,V> getEntry(Object key) {int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) {Object k;if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))return e;}return null;}

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publicV get(Objectkey){

if(key== null)

returngetForNullKey();

Entry<K,V>entry =getEntry(key);

 

returnnull ==entry ?null :entry.getValue();

}

 

/**

* Returns the entry associated with the specified key in the

* HashMap.  Returns null if the HashMap contains no mapping

* for the key.

*/

final Entry<K,V>getEntry(Objectkey){

inthash =(key== null)? 0: hash(key);

for(Entry<K,V>e =table[indexFor(hash,table.length)];

e!= null;

e= e.next){

Objectk;

if(e.hash== hash&&

((k= e.key)== key|| (key!= null&& key.equals(k))))

returne;

}

returnnull;

}

get的时间复杂度取决于for循环循环次数，即hash算法。

 

4、结论总结

从上面的分析来看：
a. HashMap的循环，如果既需要key也需要value，直接用

Java

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();for (Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {entry.getKey();entry.getValue();}

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Map<String,String>map =new HashMap<String,String>();

for (Entry<String,String>entry :map.entrySet()){

entry.getKey();

entry.getValue();

}

即可，foreach简洁易懂。

b. 如果只是遍历key而无需value的话，可以直接用

Java

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();for (String key : map.keySet()) {// key process}

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Map<String,String>map =new HashMap<String,String>();

for (Stringkey :map.keySet()){

// key process

}