java關於for循環的效率優化

我們知道在實現一個功能的時候是可以使用不同的代碼來實現的，那么相應的不同實現方法的性能肯定也是有差別的，所以我們在寫一些對性能很敏感的模塊的時候，對代碼進行優化是很必要的，所以我們說一下for循環(while循環同理)的性能優化。

循環作為三大結構之一，我們在編寫代碼的時候使用頻率非常的高；循環結構的重要性也是不言而喻的，他讓我們操作數組、集合和其他一些有規律的事物變得更加的方便，但是如果運用不得當，就會給性能帶來很大的負擔，所以我們需要掌握一些關鍵的技巧優化我們的代碼：

嵌套循環

long stratTime = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < 10000000; i++) { for (int j = 0; j < 10; j++) { } } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("外大內小耗時："+ (endTime - stratTime)); 

應改為：

long stratTime = System.nanoTime(); for (int i = 0; i <10 ; i++) { for (int j = 0; j < 10000000; j++) { } } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("外小內大耗時："+(endTime - stratTime));

兩者耗時對比：

外大內小耗時：200192114  
外小內大耗時：97995997  

我們可以通過結果看出優化后性能提升了一倍，所以嵌套循環應該遵循“外小內大”的原則，這和你拷貝文件的時候復制多個小文件和復制大文件的區別。
其實，這個問題的主要原因是CPU內部的指令執行機制。現在，基本上CPU內部都有分支指令預測，就是當執行（現在大多將這一階段提前到預取指令時執行）到轉移指令時，都會直接從分支目標緩存（BTB）中取出目標指令的地址，然后將要執行的指令提前預取到CPU的指令預取指令隊列中。這樣，顯然大大提高了效率。舉個例子，一個10次的一層循環在執行時，除了在第一次和最后一次會預測錯誤外，其他8次都會預取成功，避免了執行轉移指令時重新取出新指令造成的時間浪費。所以，當有兩層循環，外層循環數為A，內層為B，A遠大於B，那么最終造成的預測錯誤數為A*2+2，而如果外層數為B，內層數為A，預測錯誤數為B*2+2，顯然后者要節省更多時間，而且這個時間是很可觀的。A比B越大，這個時間差越明顯。

 

提取與循環無關的表達式

long stratTime = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < 10000000; i++) { i=i*a*b; } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("未提取耗時："+(endTime - stratTime));

應改為：

long stratTime = System.nanoTime(); c = a*b; for (int i = 0; i < 10000000; i++) { i=i*c; } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("已提取耗時："+(endTime - stratTime));

兩者耗時對比：

未提取耗時：45973050  
已提取耗時：1955 

代碼中的a*b運算和循環是無關的，所以我們應該把他放到循環的外面，避免重復計算，我們可以看到優化后的性能提升了好幾個量級，這可是不容忽視的效率問題。

消除循環終止判斷時的方法調用

long stratTime = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < list.size(); i++) { } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("未優化list耗時："+(endTime - stratTime));

應改為：

long stratTime = System.nanoTime(); int size = list.size(); for (int i = 0; i < size; i++) { } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("優化list耗時："+(endTime - stratTime));

兩者耗時對比：

未優化list耗時：27375  
優化list耗時：2444 

list.size()每次循環都會被執行一次，這無疑會影響程序的性能，所以應該將其放到循環外面，用一個變量來代替，優化前后的對比也很明顯。

異常捕獲

long stratTime = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < 10000000; i++) { try { } catch (Exception e) { } } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("在內部捕獲異常耗時："+(endTime - stratTime));

應改為：

long stratTime = System.nanoTime(); try { for (int i = 0; i < 10000000; i++) { } } catch (Exception e) { } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("在外部捕獲異常耗時："+(endTime - stratTime));

兩者耗時對比：

在內部捕獲異常耗時：12150142  
在外部捕獲異常耗時：1955  

捕獲異常是很耗資源的，所以不要把try catch放到循環內部，優化后同樣有好幾個數量級的提升。

性能優化的內容有很多，代碼優化只是其中一小部分，我們在日常開發中應養成良好的編碼習慣。希望上面的問答對大家有所幫助！

 

本人轉自：https://www.cnblogs.com/lei-z/p/14086042.html