怎么在HashMap对进行遍历
怎么在HashMap对进行遍历,很多新手对此不是很清楚,为了帮助大家解决这个难题,下面小编将为大家详细讲解,有这方面需求的人可以来学习下,希望你能有所收获。
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HashMap 遍历
HashMap 遍历从大的方向来说,可分为以下 4 类:
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迭代器(Iterator)方式遍历;
For Each 方式遍历;
Lambda 表达式遍历(JDK 1.8+);
Streams API 遍历(JDK 1.8+)。
但每种类型下又有不同的实现方式,因此具体的遍历方式又可以分为以下 7 种:
使用迭代器(Iterator)EntrySet 的方式进行遍历;
使用迭代器(Iterator)KeySet 的方式进行遍历;
使用 For Each EntrySet 的方式进行遍历;
使用 For Each KeySet 的方式进行遍历;
使用 Lambda 表达式的方式进行遍历;
使用 Streams API 单线程的方式进行遍历;
使用 Streams API 多线程的方式进行遍历。
接下来我们来看每种遍历方式的具体实现代码。
1.迭代器 EntrySet
public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { // 创建并赋值 HashMap Mapmap = new HashMap(); map.put(1, "Java"); map.put(2, "JDK"); map.put(3, "Spring Framework"); map.put(4, "MyBatis framework"); map.put(5, "Java中文社群"); // 遍历 Iterator > iterator = map.entrySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry entry = iterator.next(); System.out.println(entry.getKey()); System.out.println(entry.getValue()); } } }
以上程序的执行结果为:
1
Java
2
JDK
3
Spring Framework
4
MyBatis framework
5
Java中文社群
2.迭代器 KeySet
public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { // 创建并赋值 HashMap Mapmap = new HashMap(); map.put(1, "Java"); map.put(2, "JDK"); map.put(3, "Spring Framework"); map.put(4, "MyBatis framework"); map.put(5, "Java中文社群"); // 遍历 Iterator iterator = map.keySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { Integer key = iterator.next(); System.out.println(key); System.out.println(map.get(key)); } } }
以上程序的执行结果为:
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Java
2
JDK
3
Spring Framework
4
MyBatis framework
5
Java中文社群
3.ForEach EntrySet
public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { // 创建并赋值 HashMap Mapmap = new HashMap(); map.put(1, "Java"); map.put(2, "JDK"); map.put(3, "Spring Framework"); map.put(4, "MyBatis framework"); map.put(5, "Java中文社群"); // 遍历 for (Map.Entry entry : map.entrySet()) { System.out.println(entry.getKey()); System.out.println(entry.getValue()); } } }
以上程序的执行结果为:
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Java
2
JDK
3
Spring Framework
4
MyBatis framework
5
Java中文社群
4.ForEach KeySet
public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { // 创建并赋值 HashMap Mapmap = new HashMap(); map.put(1, "Java"); map.put(2, "JDK"); map.put(3, "Spring Framework"); map.put(4, "MyBatis framework"); map.put(5, "Java中文社群"); // 遍历 for (Integer key : map.keySet()) { System.out.println(key); System.out.println(map.get(key)); } } }
以上程序的执行结果为:
1
Java
2
JDK
3
Spring Framework
4
MyBatis framework
5
Java中文社群
5.Lambda
public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { // 创建并赋值 HashMap Mapmap = new HashMap(); map.put(1, "Java"); map.put(2, "JDK"); map.put(3, "Spring Framework"); map.put(4, "MyBatis framework"); map.put(5, "Java中文社群"); // 遍历 map.forEach((key, value) -> { System.out.println(key); System.out.println(value); }); } }
以上程序的执行结果为:
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Java
2
JDK
3
Spring Framework
4
MyBatis framework
5
Java中文社群
6.Streams API 单线程
public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { // 创建并赋值 HashMap Mapmap = new HashMap(); map.put(1, "Java"); map.put(2, "JDK"); map.put(3, "Spring Framework"); map.put(4, "MyBatis framework"); map.put(5, "Java中文社群"); // 遍历 map.entrySet().stream().forEach((entry) -> { System.out.println(entry.getKey()); System.out.println(entry.getValue()); }); } }
以上程序的执行结果为:
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Java
2
JDK
3
Spring Framework
4
MyBatis framework
5
Java中文社群
7.Streams API 多线程
public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { // 创建并赋值 HashMap Mapmap = new HashMap(); map.put(1, "Java"); map.put(2, "JDK"); map.put(3, "Spring Framework"); map.put(4, "MyBatis framework"); map.put(5, "Java中文社群"); // 遍历 map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> { System.out.println(entry.getKey()); System.out.println(entry.getValue()); }); } }
以上程序的执行结果为:
4
MyBatis framework
5
Java中文社群
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Java
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JDK
3
Spring Framework
性能测试
接下来我们使用 Oracle 官方提供的性能测试工具 JMH(Java Microbenchmark Harness,JAVA 微基准测试套件)来测试一下这 7 种循环的性能。
首先,我们先要引入 JMH 框架,在 pom.xml 文件中添加如下配置:
org.openjdk.jmh jmh-core 1.23 org.openjdk.jmh jmh-generator-annprocess 1.23 provided
然后编写测试代码,如下所示:
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 测试完成时间 @OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS) @Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 预热 2 轮,每次 1s @Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 测试 5 轮,每次 1s @Fork(1) // fork 1 个线程 @State(Scope.Thread) // 每个测试线程一个实例 public class HashMapCycleTest { static Mapmap = new HashMap() {{ // 添加数据 for (int i = 0; i < 100; i++) { put(i, "val:" + i); } }}; public static void main(String[] args) throws RunnerException { // 启动基准测试 Options opt = new OptionsBuilder() .include(HashMapCycle.class.getSimpleName()) // 要导入的测试类 .output("/Users/admin/Desktop/jmh-map.log") // 输出测试结果的文件 .build(); new Runner(opt).run(); // 执行测试 } @Benchmark public void entrySet() { // 遍历 Iterator > iterator = map.entrySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry entry = iterator.next(); Integer k = entry.getKey(); String v = entry.getValue(); } } @Benchmark public void forEachEntrySet() { // 遍历 for (Map.Entry entry : map.entrySet()) { Integer k = entry.getKey(); String v = entry.getValue(); } } @Benchmark public void keySet() { // 遍历 Iterator iterator = map.keySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { Integer k = iterator.next(); String v = map.get(k); } } @Benchmark public void forEachKeySet() { // 遍历 for (Integer key : map.keySet()) { Integer k = key; String v = map.get(k); } } @Benchmark public void lambda() { // 遍历 map.forEach((key, value) -> { Integer k = key; String v = value; }); } @Benchmark public void streamApi() { // 单线程遍历 map.entrySet().stream().forEach((entry) -> { Integer k = entry.getKey(); String v = entry.getValue(); }); } public void parallelStreamApi() { // 多线程遍历 map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> { Integer k = entry.getKey(); String v = entry.getValue(); }); } }
所有被添加了 @Benchmark 注解的方法都会被测试,因为 parallelStream 为多线程版本性能一定是最好的,所以就不参与测试了,其他 6 个方法的测试结果如下:
其中 Units 为 ns/op 意思是执行完成时间(单位为纳秒),而 Score 列为平均执行时间, ± 符号表示误差。从以上结果可以看出,两个 entrySet 的性能相近,并且执行速度最快,接下来是 stream ,然后是两个 keySet,性能最差的是 KeySet 。
注:以上结果基于测试环境:JDK 1.8 / Mac mini (2018) / Idea 2020.1
结论
从以上结果可以看出 entrySet 的性能比 keySet 的性能高出了一倍之多,因此我们应该尽量使用 entrySet 来实现 Map 集合的遍历。
字节码分析
要理解以上的测试结果,我们需要把所有遍历代码通过 javac 编译成字节码来看具体的原因。
编译后,我们使用 Idea 打开字节码,内容如下:
// // Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA // (powered by Fernflower decompiler) // package com.example; import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import java.util.Map.Entry; public class HashMapTest { static Mapmap = new HashMap() { { for(int var1 = 0; var1 < 2; ++var1) { this.put(var1, "val:" + var1); } } }; public HashMapTest() { } public static void main(String[] var0) { entrySet(); keySet(); forEachEntrySet(); forEachKeySet(); lambda(); streamApi(); parallelStreamApi(); } public static void entrySet() { Iterator var0 = map.entrySet().iterator(); while(var0.hasNext()) { Entry var1 = (Entry)var0.next(); System.out.println(var1.getKey()); System.out.println((String)var1.getValue()); } } public static void keySet() { Iterator var0 = map.keySet().iterator(); while(var0.hasNext()) { Integer var1 = (Integer)var0.next(); System.out.println(var1); System.out.println((String)map.get(var1)); } } public static void forEachEntrySet() { Iterator var0 = map.entrySet().iterator(); while(var0.hasNext()) { Entry var1 = (Entry)var0.next(); System.out.println(var1.getKey()); System.out.println((String)var1.getValue()); } } public static void forEachKeySet() { Iterator var0 = map.keySet().iterator(); while(var0.hasNext()) { Integer var1 = (Integer)var0.next(); System.out.println(var1); System.out.println((String)map.get(var1)); } } public static void lambda() { map.forEach((var0, var1) -> { System.out.println(var0); System.out.println(var1); }); } public static void streamApi() { map.entrySet().stream().forEach((var0) -> { System.out.println(var0.getKey()); System.out.println((String)var0.getValue()); }); } public static void parallelStreamApi() { map.entrySet().parallelStream().forEach((var0) -> { System.out.println(var0.getKey()); System.out.println((String)var0.getValue()); }); } }
从结果可以看出,除了 Lambda 和 Streams API 之外,通过迭代器循环和 for 循环的遍历的 EntrySet 最终生成的代码是一样的,他们都是在循环中创建了一个遍历对象 Entry ,代码如下:
public static void entrySet() { Iterator var0 = map.entrySet().iterator(); while(var0.hasNext()) { Entry var1 = (Entry)var0.next(); System.out.println(var1.getKey()); System.out.println((String)var1.getValue()); } } public static void forEachEntrySet() { Iterator var0 = map.entrySet().iterator(); while(var0.hasNext()) { Entry var1 = (Entry)var0.next(); System.out.println(var1.getKey()); System.out.println((String)var1.getValue()); } }
而 KeySet 的代码也是类似的,如下所示:
public static void keySet() { Iterator var0 = map.keySet().iterator(); while(var0.hasNext()) { Integer var1 = (Integer)var0.next(); System.out.println(var1); System.out.println((String)map.get(var1)); } } public static void forEachKeySet() { Iterator var0 = map.keySet().iterator(); while(var0.hasNext()) { Integer var1 = (Integer)var0.next(); System.out.println(var1); System.out.println((String)map.get(var1)); } }
所以我们在使用迭代器或是 for 循环 EntrySet 时,他们的性能都是相同的,因为他们最终生成的字节码基本都是一样的;同理 KeySet 的两种遍历方式也是类似的。
性能分析
EntrySet 之所以比 KeySet 的性能高是因为,KeySet 在循环时使用了 map.get(key),而 map.get(key) 相当于又遍历了一遍 Map 集合去查询 key 所对应的值。为什么要用“又”这个词?那是因为在使用迭代器或者 for 循环时,其实已经遍历了一遍 Map 集合了,因此再使用 map.get(key) 查询时,相当于遍历了两遍。
而 EntrySet 只遍历了一遍 Map 集合,之后通过代码“Entry
所以,EntrySet 的性能比 KeySet 的性能高出了一倍,因为 KeySet 相当于循环了两遍 Map 集合,而 EntrySet 只循环了一遍。
安全性测试
从上面的性能测试结果和原理分析,我想大家应该选用那种遍历方式,已经心中有数的,而接下来我们就从「安全」的角度入手,来分析那种遍历方式更安全。
我们把以上遍历划分为四类进行测试:迭代器方式、For 循环方式、Lambda 方式和 Stream 方式,测试代码如下。
1.迭代器方式
Iterator> iterator = map.entrySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry entry = iterator.next(); if (entry.getKey() == 1) { // 删除 System.out.println("del:" + entry.getKey()); iterator.remove(); } else { System.out.println("show:" + entry.getKey()); } }
以上程序的执行结果:
show:0
del:1
show:2
测试结果:迭代器中循环删除数据安全。
2.For 循环方式
for (Map.Entryentry : map.entrySet()) { if (entry.getKey() == 1) { // 删除 System.out.println("del:" + entry.getKey()); map.remove(entry.getKey()); } else { System.out.println("show:" + entry.getKey()); } }
以上程序的执行结果:
image.png
测试结果:For 循环中删除数据非安全。
3.Lambda 方式
map.forEach((key, value) -> { if (key == 1) { System.out.println("del:" + key); map.remove(key); } else { System.out.println("show:" + key); } });
以上程序的执行结果:
测试结果:Lambda 循环中删除数据非安全。
Lambda 删除的正确方式:
// 根据 map 中的 key 去判断删除 map.keySet().removeIf(key -> key == 1); map.forEach((key, value) -> { System.out.println("show:" + key); });
以上程序的执行结果:
show:0
show:2
从上面的代码可以看出,可以先使用 Lambda 的 removeIf 删除多余的数据,再进行循环是一种正确操作集合的方式。
4.Stream 方式
map.entrySet().stream().forEach((entry) -> { if (entry.getKey() == 1) { System.out.println("del:" + entry.getKey()); map.remove(entry.getKey()); } else { System.out.println("show:" + entry.getKey()); } });
以上程序的执行结果:
image.png
测试结果:Stream 循环中删除数据非安全。
Stream 循环的正确方式:
map.entrySet().stream().filter(m -> 1 != m.getKey()).forEach((entry) -> { if (entry.getKey() == 1) { System.out.println("del:" + entry.getKey()); } else { System.out.println("show:" + entry.getKey()); } });
以上程序的执行结果:
show:0
show:2
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标题名称:怎么在HashMap对进行遍历
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