我必须在内存中保留数千个字符串,以便在Java中串行访问。我应该把它们存储在数组中还是应该使用某种列表?

由于数组将所有数据保存在一个连续的内存块中(与list不同),使用数组存储数千个字符串会导致问题吗?


当前回答

我来这里是为了更好地感受使用列表而不是数组对性能的影响。我不得不为我的场景调整代码:数组/列表的~1000个整型,主要使用getter,即数组[j] vs. list.get(j)

从7个中选择最好的并不科学(前几个列表的速度慢2.5倍),我得到了这样的结果:

array Integer[] best 643ms iterator
ArrayList<Integer> best 1014ms iterator

array Integer[] best 635ms getter
ArrayList<Integer> best 891ms getter (strange though)

用数组大约快30%

现在发表文章的第二个原因是,没有人会提到使用嵌套循环编写数学/矩阵/模拟/优化代码的影响。

假设你有三个嵌套层,而内部循环的速度是原来的两倍,那么你的性能就会下降8倍。一天就能完成的事情现在需要一个星期。

*编辑 这里非常震惊,我试图声明int[1000]而不是Integer[1000]

array int[] best 299ms iterator
array int[] best 296ms getter

使用Integer[] vs. int[]表示双倍的性能打击,带有迭代器的ListArray比int[]慢3倍。真的认为Java的列表实现类似于本机数组…

参考代码(多次调用):

    public static void testArray()
    {
        final long MAX_ITERATIONS = 1000000;
        final int MAX_LENGTH = 1000;

        Random r = new Random();

        //Integer[] array = new Integer[MAX_LENGTH];
        int[] array = new int[MAX_LENGTH];

        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>()
        {{
            for (int i = 0; i < MAX_LENGTH; ++i)
            {
                int val = r.nextInt();
                add(val);
                array[i] = val;
            }
        }};

        long start = System.currentTimeMillis();
        int test_sum = 0;
        for (int i = 0; i < MAX_ITERATIONS; ++i)
        {
//          for (int e : array)
//          for (int e : list)          
            for (int j = 0; j < MAX_LENGTH; ++j)
            {
                int e = array[j];
//              int e = list.get(j);
                test_sum += e;
            }
        }

        long stop = System.currentTimeMillis();

        long ms = (stop - start);
        System.out.println("Time: " + ms);
    }

其他回答

这里给出的许多微基准测试发现,像array/ArrayList读取这样的事情需要几纳秒。如果所有内容都在L1缓存中,这是非常合理的。

更高级别的缓存或主存访问的数量级可能是10nS-100nS,而L1缓存的数量级更接近1nS。访问ArrayList有一个额外的内存间接,在实际的应用程序中,你可以几乎从不或每次都支付这个代价,这取决于你的代码在访问之间所做的事情。当然,如果你有很多小的数组列表,这可能会增加你的内存使用,使你更有可能缓存丢失。

原来的海报似乎只使用一个,在短时间内访问了很多内容,所以应该没有太大的困难。但是对于其他人来说可能有所不同,在解释微基准测试时应该注意。

Java Strings, however, are appallingly wasteful, especially if you store lots of small ones (just look at them with a memory analyzer, it seems to be > 60 bytes for a string of a few characters). An array of strings has an indirection to the String object, and another from the String object to a char[] which contains the string itself. If anything's going to blow your L1 cache it's this, combined with thousands or tens of thousands of Strings. So, if you're serious - really serious - about scraping out as much performance as possible then you could look at doing it differently. You could, say, hold two arrays, a char[] with all the strings in it, one after another, and an int[] with offsets to the starts. This will be a PITA to do anything with, and you almost certainly don't need it. And if you do, you've chosen the wrong language.

既然这里已经有了很多好的答案,我想给你一些其他的实际观点的信息,这是插入和迭代性能的比较:Java中的基元数组与链表。

这是实际的简单性能检查。因此,结果将取决于机器的性能。

用于此的源代码如下:

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;

public class Array_vs_LinkedList {

    private final static int MAX_SIZE = 40000000;

    public static void main(String[] args) {

        LinkedList lList = new LinkedList(); 

        /* insertion performance check */

        long startTime = System.currentTimeMillis();

        for (int i=0; i<MAX_SIZE; i++) {
            lList.add(i);
        }

        long stopTime = System.currentTimeMillis();
        long elapsedTime = stopTime - startTime;
        System.out.println("[Insert]LinkedList insert operation with " + MAX_SIZE + " number of integer elapsed time is " + elapsedTime + " millisecond.");

        int[] arr = new int[MAX_SIZE];

        startTime = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0; i<MAX_SIZE; i++){
            arr[i] = i; 
        }

        stopTime = System.currentTimeMillis();
        elapsedTime = stopTime - startTime;
        System.out.println("[Insert]Array Insert operation with " + MAX_SIZE + " number of integer elapsed time is " + elapsedTime + " millisecond.");


        /* iteration performance check */

        startTime = System.currentTimeMillis();

        Iterator itr = lList.iterator();

        while(itr.hasNext()) {
            itr.next();
            // System.out.println("Linked list running : " + itr.next());
        }

        stopTime = System.currentTimeMillis();
        elapsedTime = stopTime - startTime;
        System.out.println("[Loop]LinkedList iteration with " + MAX_SIZE + " number of integer elapsed time is " + elapsedTime + " millisecond.");


        startTime = System.currentTimeMillis();

        int t = 0;
        for (int i=0; i < MAX_SIZE; i++) {
            t = arr[i];
            // System.out.println("array running : " + i);
        }

        stopTime = System.currentTimeMillis();
        elapsedTime = stopTime - startTime;
        System.out.println("[Loop]Array iteration with " + MAX_SIZE + " number of integer elapsed time is " + elapsedTime + " millisecond.");
    }
}

表现结果如下:

我建议您使用分析器来测试哪个更快。

我个人的观点是你应该使用列表。

我在一个大型代码库中工作,之前的一组开发人员在任何地方都使用数组。这使得代码非常不灵活。在将大块数据转换为列表后,我们发现速度没有变化。

数组更快-所有内存都是预先分配的。

虽然建议使用数组列表的答案在大多数情况下是有意义的,但相对性能的实际问题还没有真正得到答案。

你可以用数组做以下几件事:

创建它 设置一个项目 买一件物品 克隆/复制它

一般的结论

虽然get和set操作在数组列表(resp。在我的机器上每次调用1和3纳秒),对于任何非密集的用途,使用ArrayList相对于数组的开销非常小。然而,有几件事要记住:

在列表上调整大小操作(当调用list.add(…)时)代价很高,应该尽可能将初始容量设置为适当的级别(注意,在使用数组时也会出现同样的问题) 在处理原语时,数组可以明显更快,因为它们可以避免许多装箱/拆箱转换 一个只在数组列表中获取/设置值的应用程序(不是很常见!)通过切换到数组可以看到超过25%的性能增益

详细的结果

下面是我在标准x86桌面机器上使用JDK 7使用jmh基准测试库(以纳秒为单位)测量这三个操作的结果。请注意,ArrayList在测试中从不调整大小,以确保结果具有可比性。这里有基准代码。

数组/ ArrayList创造

我运行了4个测试,执行以下语句:

createArray1: Integer[] array = new Integer[1]; createList1: List<Integer> List = new ArrayList<> (1); createArray10000: Integer[] array = new Integer[10000]; createList10000: List<Integer> List = new ArrayList<> (10000);

结果(以纳秒为单位,95%置信度):

a.p.g.a.ArrayVsList.CreateArray1         [10.933, 11.097]
a.p.g.a.ArrayVsList.CreateList1          [10.799, 11.046]
a.p.g.a.ArrayVsList.CreateArray10000    [394.899, 404.034]
a.p.g.a.ArrayVsList.CreateList10000     [396.706, 401.266]

结论:无明显差异。

get操作

我运行了2个测试,执行以下语句:

返回list.get(0); 返回数组[0];

结果(以纳秒为单位,95%置信度):

a.p.g.a.ArrayVsList.getArray   [2.958, 2.984]
a.p.g.a.ArrayVsList.getList    [3.841, 3.874]

结论:从数组中获取信息比从ArrayList中获取信息快25%,尽管差异仅在1纳秒的量级上。

集合操作

我运行了2个测试,执行以下语句:

setList:列表。设置(0,价值); setArray:数组[0]=值;

结果(以纳秒为单位):

a.p.g.a.ArrayVsList.setArray   [4.201, 4.236]
a.p.g.a.ArrayVsList.setList    [6.783, 6.877]

结论:在数组上的set操作比在列表上快40%左右,但是,对于get,每个set操作需要几纳秒——所以为了达到1秒的差异,需要在列表/数组中设置项数亿次!

无性系/ copy

ArrayList的复制构造函数委托给数组。因此,性能与数组复制相同(通过克隆复制数组,数组。copyOf或System。arrayCopy在性能方面没有实质性的差异)。