Java遍曆方法總結

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集合類的通用遍曆方式, 用迭代器迭代:

Iterator it = list.iterator();while(it.hasNext()) {　　Object obj = it.next();}  Map遍曆方式：  1、通過擷取所有的key按照key來遍曆

//Set<Integer> set = map.keySet(); //得到所有key的集合for (Integer in : map.keySet()) {    String str = map.get(in);//得到每個key多對用value的值}

  2、通過Map.entrySet使用iterator遍曆key和value

Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = map.entrySet().iterator();while (it.hasNext()) {     Map.Entry<Integer, String> entry = it.next();       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());}

  3、通過Map.entrySet遍曆key和value，推薦，尤其是容量大時

for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {    //Map.entry<Integer,String> 映射項（鍵-值對）  有幾個方法：用上面的名字entry    //entry.getKey() ;entry.getValue(); entry.setValue();    //map.entrySet()  返回此映射中包含的映射關係的 Set視圖。    System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());}

 4、通過Map.values()遍曆所有的value，但不能遍曆key

for (String v : map.values()) {    System.out.println("value= " + v);}

  List遍曆方式： 第一種：

for(Iterator iterator = list.iterator();iterator.hasNext();){                        int i = (Integer) iterator.next();                       System.out.println(i);               }

第二種：

Iterator iterator = list.iterator();while(iterator.hasNext()){    int i = (Integer) iterator.next();    System.out.println(i);}

第三種：

for (Object object : list) {     System.out.println(object); }

第四種：

for(int i = 0 ;i<list.size();i++) {      int j= (Integer) list.get(i);    System.out.println(j);  }

  資料元素是怎樣在記憶體中存放的？ 主要有2種儲存方式：1、順序儲存，Random Access（Direct Access）：        這種方式，相鄰的資料元素存放於相鄰的記憶體位址中，整塊記憶體位址是連續的。可以根據元素的位置直接計算出記憶體位址，直接進行讀取。讀取一個特定位置元素的平均時間複雜度為O(1)。正常來說，只有基於數組實現的集合，才有這種特性。Java中以ArrayList為代表。2、鏈式儲存，Sequential Access：        這種方式，每一個資料元素，在記憶體中都不要求處於相鄰的位置，每個資料元素包含它下一個元素的記憶體位址。不可以根據元素的位置直接計算出記憶體位址，只能按順序讀取元素。讀取一個特定位置元素的平均時間複雜度為O(n)。主要以鏈表為代表。Java中以LinkedList為代表。  每個遍曆方法的實現原理是什嗎？ 1、傳統的for迴圈遍曆，基於計數器的：        遍曆者自己在集合外部維護一個計數器，然後依次讀取每一個位置的元素，當讀取到最後一個元素後，停止。主要就是需要按元素的位置來讀取元素。2、迭代器遍曆，Iterator：        每一個具體實現的資料集合，一般都需要提供相應的Iterator。相比於傳統for迴圈，Iterator取締了顯式的遍曆計數器。所以基於順序儲存集合的Iterator可以直接按位置訪問資料。而基於鏈式儲存集合的Iterator，正常的實現，都是需要儲存當前遍曆的位置。然後根據當前位置來向前或者向後移動指標。3、foreach迴圈遍曆：        根據反編譯的位元組碼可以發現，foreach內部也是採用了Iterator的方式實現，只不過Java編譯器幫我們產生了這些代碼。  各遍曆方式對於不同的儲存方式，效能如何？ 1、傳統的for迴圈遍曆，基於計數器的：        因為是基於元素的位置，按位置讀取。所以我們可以知道，對於順序儲存，因為讀取特定位置元素的平均時間複雜度是O(1)，所以遍曆整個集合的平均時間複雜度為O(n)。而對於鏈式儲存，因為讀取特定位置元素的平均時間複雜度是O(n)，所以遍曆整個集合的平均時間複雜度為O(n2)（n的平方）。ArrayList按位置讀取的代碼：直接按元素位置讀取。

transient Object[] elementData;public E get(int index) {    rangeCheck(index);    return elementData(index);}E elementData(int index) {    return (E) elementData[index];}

 

LinkedList按位置讀取的代碼：每次都需要從第0個元素開始向後讀取。其實它內部也做了小小的最佳化。

transient int size = 0;transient Node<E> first;transient Node<E> last;public E get(int index) {    checkElementIndex(index);    return node(index).item;}Node<E> node(int index) {    if (index < (size >> 1)) {   //查詢位置在鏈表前半部分，從鏈表頭開始尋找        Node<E> x = first;        for (int i = 0; i < index; i++)            x = x.next;        return x;    } else {                     //查詢位置在鏈表後半部分，從鏈表尾開始尋找        Node<E> x = last;        for (int i = size - 1; i > index; i--)            x = x.prev;        return x;    }}

 

  2、迭代器遍曆，Iterator：        那麼對於RandomAccess類型的集合來說，沒有太多意義，反而因為一些額外的操作，還會增加額外的已耗用時間。但是對於Sequential Access的集合來說，就有很重大的意義了，因為Iterator內部維護了當前遍曆的位置，所以每次遍曆，讀取下一個位置並不需要從集合的第一個元素開始尋找，只要把指標向後移一位就行了，這樣一來，遍曆整個集合的時間複雜度就降低為O(n)；（這裡只用LinkedList做例子）LinkedList的迭代器，內部實現，就是維護當前遍曆的位置，然後操作指標移動就可以了：代碼：

public E next() {    checkForComodification();    if (!hasNext())        throw new NoSuchElementException();    lastReturned = next;    next = next.next;    nextIndex++;    return lastReturned.item;}public E previous() {    checkForComodification();    if (!hasPrevious())        throw new NoSuchElementException();    lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;    nextIndex--;    return lastReturned.item;}

  3、foreach迴圈遍曆：        分析Java位元組碼可知，foreach內部實現原理，也是通過Iterator實現的，只不過這個Iterator是Java編譯器幫我們產生的，所以我們不需要再手動去編寫。但是因為每次都要做類型轉換檢查，所以花費的時間比Iterator略長。時間複雜度和Iterator一樣。Iterator和foreach位元組碼如下： View Code

 

各遍曆方式的適用於什麼場合？1、傳統的for迴圈遍曆，基於計數器的：        順序儲存：讀取效能比較高。適用於遍曆順序儲存集合。        鏈式儲存：時間複雜度太大，不適用於遍曆鏈式儲存的集合。2、迭代器遍曆，Iterator：        順序儲存：如果不是太在意時間，推薦選擇此方式，畢竟代碼更加簡潔，也防止了Off-By-One的問題。        鏈式儲存：意義就重大了，平均時間複雜度降為O(n)，還是挺誘人的，所以推薦此種遍曆方式。3、foreach迴圈遍曆：        foreach只是讓代碼更加簡潔了，但是他有一些缺點，就是遍曆過程中不能操作資料集合（刪除等），所以有些場合不使用。而且它本身就是基於Iterator實現的，但是由於類型轉換的問題，所以會比直接使用Iterator慢一點，但是還好，時間複雜度都是一樣的。所以怎麼選擇，參考上面兩種方式，做一個折中的選擇。  Java的最佳實務是什嗎？Java資料集合架構中，提供了一個RandomAccess介面，該介面沒有方法，只是一個標記。通常被List介面的實現使用，用來標記該List的實現是否支援Random Access。一個資料集合實現了該介面，就意味著它支援Random Access，按位置讀取元素的平均時間複雜度為O(1)。比如ArrayList。而沒有實現該介面的，就表示不支援Random Access。比如LinkedList。所以看來JDK開發人員也是注意到這個問題的，那麼推薦的做法就是，如果想要遍曆一個List，那麼先判斷是否支援Random Access，也就是 list instanceof RandomAccess。比如：

if (list instanceof RandomAccess) {    //使用傳統的for迴圈遍曆。} else {    //使用Iterator或者foreach。

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