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Java 中九種 Map 的遍歷方式

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Java 中九種 Map 的遍歷方式

  日常工作中 Map 絕對是我們 Java 程序員高頻使用的一種數據結構,從最早的Iterator,到java5支持的foreach,再到java8 Lambda,你經常使用的是哪一種?
 
  通過 entrySet 來遍歷
  1、通過 for 和 map.entrySet() 來遍歷
  第一種方式是采用 for 和 Map.Entry 的形式來遍歷,通過遍歷 map.entrySet() 獲取每個 entry 的 key 和 value,代碼如下。這種方式一般也是阿粉使用的比較多的一種方式,沒有什么花里胡哨的用法,就是很樸素的獲取 map 的 key 和 value。
 
  public static void testMap1(Map<Integer, Integer> map) {
      long sum = 0;
      for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {
        sum += entry.getKey() + entry.getValue();
      }
      System.out.println(sum);
    }
  看過 HashMap 源碼的同學應該會發現,這個遍歷方式在源碼中也有使用,如下圖所示,
 
  
  putMapEntries 方法在我們調用 putAll 方法的時候會用到。
 
  
 
  2、通過 for, Iterator 和 map.entrySet() 來遍歷
  我們第一個方法是直接通過 for 和 entrySet() 來遍歷的,這次我們使用 entrySet() 的迭代器來遍歷,代碼如下。
 
  public static void testMap2(Map<Integer, Integer> map) {
      long sum = 0;
      for (Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = map.entrySet().iterator(); entries.hasNext(); ) {
        Map.Entry<Integer, Integer> entry = entries.next();
        sum += entry.getKey() + entry.getValue();
      }
      System.out.println(sum);
    }
  3、通過 while,Iterator  和 map.entrySet() 來遍歷
  上面的迭代器是使用 for 來遍歷,那我們自然可以想到還可以用 while 來進行遍歷,所以代碼如下所示。
 
   public static void testMap3(Map<Integer, Integer> map) {
      Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> it = map.entrySet().iterator();
      long sum = 0;
      while (it.hasNext()) {
        Map.Entry<Integer, Integer> entry = it.next();
        sum += entry.getKey() + entry.getValue();
      }
      System.out.println(sum);
    }
  這種方法跟上面的方法類似,只不過循環從 for 換成了 while,日常我們在開發的時候,很多場景都可以將 for 和 while 進行替換。2 和 3 都使用迭代器 Iterator,通過迭代器的 next(),方法來獲取下一個對象,依次判斷是否有 next。
 
  通過 keySet 來遍歷
  上面的這三種方式雖然代碼的寫法不同,但是都是通過遍歷 map.entrySet() 來獲取結果的,殊途同歸。接下來我們看另外的一組。
 
  4、通過 for 和 map.keySet() 來遍歷
  前面的遍歷是通過 map.entrySet() 來遍歷,這里我們通過 map.keySet() 來遍歷,顧名思義前者是保存 entry 的集合,后者是保存 key 的集合,遍歷的代碼如下,因為是 key 的集合,所以如果想要獲取 key 對應的 value 的話,還需要通過 map.get(key) 來獲取。
 
  public static void testMap4(Map<Integer, Integer> map) {
      long sum = 0;
      for (Integer key : map.keySet()) {
        sum += key + map.get(key);
      }
      System.out.println(sum);
    }
  5、通過 for,Iterator 和 map.keySet() 來遍歷
  public static void testMap5(Map<Integer, Integer> map) {
      long sum = 0;
      for (Iterator<Integer> key = map.keySet().iterator(); key.hasNext(); ) {
        Integer k = key.next();
        sum += k + map.get(k);
      }
      System.out.println(sum);
    }
  6、通過 while,Iterator 和 map.keySet() 來遍歷
  public static void testMap6(Map<Integer, Integer> map) {
      Iterator<Integer> it = map.keySet().iterator();
      long sum = 0;
      while (it.hasNext()) {
        Integer key = it.next();
        sum += key + map.get(key);
      }
      System.out.println(sum);
    }
  我們可以看到這種方式相對于 map.entrySet() 方式,多了一步 get 的操作,這種場景比較適合我們只需要 key 的場景,如果也需要使用 value 的場景不建議使用 map.keySet() 來進行遍歷,因為會多一步 map.get() 的操作。
 
  Java 8 的遍歷方式
  注意下面的幾個遍歷方法都是是 JDK 1.8 引入的,如果使用的 JDK 版本不是 1.8 以及之后的版本的話,是不支持的。
 
  7、通過 map.forEach() 來遍歷
  JDK 中的 forEach 方法,使用率也挺高的。
 
  public static void testMap7(Map<Integer, Integer> map) {
      final long[] sum = {0};
      map.forEach((key, value) -> {
        sum[0] += key + value;
      });
      System.out.println(sum[0]);
    }
  該方法被定義在 java.util.Map#forEach 中,并且是通過 default 關鍵字來標識的,如下圖所示。
  
  8、Stream 遍歷
  public static void testMap8(Map<Integer, Integer> map) {
      long sum = map.entrySet().stream().mapToLong(e -> e.getKey() + e.getValue()).sum();
      System.out.println(sum);
    }
  9、ParallelStream 遍歷
   public static void testMap9(Map<Integer, Integer> map) {
      long sum = map.entrySet().parallelStream().mapToLong(e -> e.getKey() + e.getValue()).sum();
      System.out.println(sum);
    }
  這兩種遍歷方式都是 JDK 8 的 Stream 遍歷方式,stream 是普通的遍歷,parallelStream 是并行流遍歷,在某些場景會提升性能,但是也不一定。
 
  測試代碼
  上面的遍歷方式有了,那么我們在日常開發中到底該使用哪一種呢?每一種的性能是怎么樣的呢?為此阿粉這邊通過下面的代碼,我們來測試一下每種方式的執行時間。
 
  public static void main(String[] args) {
     int outSize = 1;
      int mapSize = 200;
      Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>(mapSize);
      for (int i = 0; i < mapSize; i++) {
        map.put(i, i);
      }
      System.out.println("---------------start------------------");
      long totalTime = 0;
      for (int size = outSize; size > 0; size--) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        testMap1(map);
        totalTime += System.currentTimeMillis() - startTime;
      }
      System.out.println("testMap1 avg time is :" + (totalTime / outSize));
    // 省略其他方法,代碼跟上面一致
  }
  為了避免一些干擾,這里通過外層的 for 來進行多次計算,然后求平均值,當我們的參數分別是 outSize = 1,mapSize = 200 的時候,測試的結果如下
 
  
  
  當隨著我們增大 mapSize 的時候,我們會發現,后面幾個方法的性能是逐漸上升的。
  
  
  總結
  從上面的例子來看,當我們的集合數量很少的時候,基本上普通的遍歷就可以搞定,不需要使用 JDK 8 的高級 API 來進行遍歷,當我們的集合數量較大的時候,就可以考慮采用 JDK 8 的 forEach 或者 Stream 來進行遍歷,這樣的話效率更高。在普通的遍歷方法中 entrySet() 的方法要比使用 keySet() 的方法好。
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