java - ArrayList .get 比 HashMap .get 快吗？

Question

我曾认为 HashMap 随机访问单个值比 ArrayList 更快。 。 。也就是说，HashMap.get(key) 应该比 ArrayList.get(index) 更快，因为 ArrayList 必须遍历集合中的每个元素以获取其值，而 HashMap 则不然。你知道，O(1) 与 O(n) 等等。

编辑:所以我对 HashMap 的理解是/不充分的，因此我很困惑。这段代码的结果符合预期。感谢您的多次解释。

所以我决定测试一下，只是为了好玩。这是我的代码:

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.ListIterator;
import java.util.NoSuchElementException;
import java.util.Scanner;

public class Testing
{       

    public static void main(String[] args)
    {
        ArrayList<SomeClass> alist = new ArrayList<>();
        HashMap<Short, SomeClass> hmap = new HashMap<>(4000, (float).75);
        ListIterator<SomeClass> alistiterator = alist.listIterator();
        short j = 0;
        do
        {
            alistiterator.add(new SomeClass());
            j++;
        }
        while(j < 4000);
        for (short i = 0; i < 4000; i++)
        {
             hmap.put(i, new SomeClass());
        }
        boolean done = false;
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        String blargh = null;
        do
        {
            System.out.println("\nEnter 1 to run iteration tests.");
            System.out.println("Enter w to run warmup (recommended)");
            System.out.println("Enter x to terminate program.");
            try
            {
                blargh = input.nextLine();
            }
            catch (NoSuchElementException e)
            {
                System.out.println("Uh, what? Try again./n");
                continue;
            }
            switch (blargh)
            {
                case "1":
                    long starttime = 0;
                    long total = 0;
                    for (short i = 0; i < 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        iteratearraylist(alist);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }
                    total = (long)(total * .001);
                    System.out.println(total + " ns: iterating sequentially"
                                       + " through ArrayList");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        iteratearraylistbyget(alist);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }
                    total = (long)(total * .001);                   
                    System.out.println(total + " ns: iterating sequentially"
                                       + " through ArrayList via .get()");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        iteratehashmap(hmap);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }
                    total = (long)(total * .001);           
                    System.out.println(total + " ns: iterating sequentially"
                                       + " through HashMap via .next()");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        iteratehashmapbykey(hmap);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }                   
                    total = (long)(total * .001);       
                    System.out.println(total + " ns: iterating sequentially"
                                       + " through HashMap via .get()");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        getvaluebyindex(alist);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }               
                    total = (long)(total * .001);       
                    System.out.println(total + " ns: getting end value"
                                   + " from ArrayList");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        getvaluebykey(hmap);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }           
                    total = (long)(total * .001);       
                    System.out.println(total + " ns: getting end value"
                               + " from HashMap");
                    break;
                case "w":
                    for (int i = 0; i < 60000; i++)
                    {
                        iteratearraylist(alist);
                        iteratearraylistbyget(alist);
                        iteratehashmap(hmap);
                        iteratehashmapbykey(hmap);
                        getvaluebyindex(alist);
                        getvaluebykey(hmap);
                    }
                    break;
                case "x":
                    done = true;
                    break;
                default:
                    System.out.println("Invalid entry.  Please try again.");
                    break;
            }           
        }
        while (!done);
        input.close();
    }

    public static void iteratearraylist(ArrayList<SomeClass> alist)
    {
        ListIterator<SomeClass> tempiterator = alist.listIterator();
        do
        {
            tempiterator.next();
        }
        while (tempiterator.hasNext());
    }

    public static void iteratearraylistbyget(ArrayList<SomeClass> alist)
    {
        short i = 0;        
        do
        {
            alist.get(i);
            i++;
        }
        while (i < 4000);
    }

    public static void iteratehashmap(HashMap<Short, SomeClass> hmap)
    {
        Iterator<HashMap.Entry<Short, SomeClass>> hmapiterator = 
        map.entrySet().iterator();
        do
        {
            hmapiterator.next();
        }
        while (hmapiterator.hasNext());
    }   

    public static void iteratehashmapbykey(HashMap<Short, SomeClass> hmap)
    {
        short i = 0;
        do
        {
            hmap.get(i);
            i++;
        }
        while (i < 4000);
    }

    public static void getvaluebykey(HashMap<Short, SomeClass> hmap)
    {
        hmap.get(3999);
    }

    public static void getvaluebyindex(ArrayList<SomeClass> alist)
    {
        alist.get(3999);
    }
}

和

public class SomeClass
{
    int a = 0;
    float b = 0;
    short c = 0;

    public SomeClass()
    {
        a = (int)(Math.random() * 100000) + 1;
        b = (float)(Math.random() * 100000) + 1.0f;
        c = (short)((Math.random() * 32000) + 1);
    }
}

有趣的是，代码似乎是分阶段预热的。我确定的最后阶段是在所有方法经过大约 120,000 次迭代之后出现的。无论如何，在我的测试机器(AMD x2-220，L3 + 1 个额外核心解锁，3.6 GHz，2.1 GHz NB)上，真正让我惊讶的数字是最后两个报告的数字。即，.get() 获取 ArrayList 最后一个条目 (index == 3999) 所花费的时间以及 >.get() 与 3999 快捷键关联的值。

经过 2-3 个预热周期后，测试表明 ArrayList.get() 大约需要 56 ns，而 HashMap.get() 大约需要 68 ns。那是 。 。 。不是我所期望的。我的 HashMap 是否因碰撞而被耗尽？所有键条目都应该自动装箱到 Shorts，Shorts 应该报告其存储的短值以响应 .hashcode()，因此所有哈希码都应该是唯一的。我认为？

即使没有预热，ArrayList.get() 仍然更快。这与我在其他地方看到的一切相反，例如 this question 。当然，我还了解到使用 ListIterator 遍历 ArrayList 比在循环中使用 .get() 更快，并且显然，情况也并非如此。 。 .

Answer 1

HashMap 在检索已知索引处的某些内容时并不更快。如果您按照已知的顺序存储内容，则列表将获胜。

但是，假设您不是将所有内容插入列表 1-4000 的示例，而是完全随机顺序执行的。现在，要从列表中检索正确的项目，您必须逐项检查每个项目以查找正确的项目。但是要从 HashMap 中检索它，您需要知道的只是插入它时提供的 key 。

所以说真的，你应该将 Hashmap.get(i) 与

for(Integer i : integerList)
   if(i==value)
       //found it!

然后你就会看到 hashmap 的真实效率。