Android（java）學習筆記195：三重for迴圈的最佳化（Java面試題）

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1.首先我們看一段代碼：

         for(int i=0;i<1000;i++){             for(int j=0;j<100;j++){                 for(int k=0;k<10;k++){                     testFunction (i,j,k);                 }             }         }

從給出的代碼可知，不論如何最佳化，testFunction執行的次數都是相同的，該部分不存在最佳化的可能。那麼，代碼的最佳化只能從迴圈變數i、j、k的執行個體化、初始化、比較、自增等方面的耗時上進行分析。

首先，我們先分析原題代碼迴圈變數在執行個體化、初始化、比較、自增等方面的耗時情況：

（註：由於單次耗時視不同機器配置而不同，上表相關耗時採用處理的次數進行說明）

該代碼的效能最佳化就是儘可能減少迴圈變數i、j、k的執行個體化、初始化、比較、自增的次數，同時，不能引進其它可能的運算耗時。

 

2. 解決過程

（1）最佳化方案一

for (int i = 0; i < 10; i++)      for (int j = 0; j < 100; j++)          for (int k = 0; k < 1000; k++)              testFunction (k, j, i); 

該方案主要是將迴圈次數最少的放到外面，迴圈次數最多的放裡面，這樣可以最大程度的（註：3個不同次數的迴圈變數共有6種排列組合情況，此種組合為最優）減少相關迴圈變數的執行個體化次數、初始化次數、比較次數、自增次數，方案耗時情況如下：

原來代碼中：i需要比較1000次，j需要比較1000*100次，k需要比較1000*100*10次。
總的比較次數是1000+1000*100+10*100*1000次

 

現在最佳化方案一：但是k需要比較10次，j需要比較10*100次，i需要比較10*100*1000次。
總的比較次數是10+10*100+10*100*1000次
所以後面的代碼比前面的代碼少比較1000+1000*100-(10+10*100)次！

 

（2）最佳化方案二

int i, j, k;for (i = 0; i < 10; i++)    for (j = 0; j < 100; j++)        for (k = 0; k < 1000; k++)            testFunction (k, j, i);

 該方案在方案一的基礎上，將迴圈變數的執行個體化放到迴圈外，這樣可以進一步減少相關迴圈變數的執行個體化次數，方案耗時情況如下： 

 

變數	執行個體化(次數)	初始化(次數)	比較(次數)	自增(次數)
i	1	1	10	10
j	1	10	10 * 100	10 * 100
k	1	10 * 100	10 * 100 * 1000	10 * 100 * 1000

3.總結

      從案例分析和解決過程中的三個表的分析可知，最佳化方案一和最佳化方案二的效能都比原代碼的效能好，其中最佳化方案二的效能是最好的。在嵌套For迴圈中，將迴圈次數多的迴圈放在內側，迴圈次數少的迴圈放在外側，其效能會提高；減少迴圈變數的執行個體化，其效能也會提高。從測試資料可知，對於兩種最佳化方案，如果在迴圈次數較少的情況下，其運行效果區別不大；但在迴圈次數較多的情況下，其效果就比較明顯了。

 

Android（java）學習筆記195：三重for迴圈的最佳化（Java面試題）