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?
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
我同意在大多数情况下,您应该选择数组列表的灵活性和优雅性,而不是数组——在大多数情况下,它对程序性能的影响可以忽略不计。
然而,如果你对软件图形渲染或自定义虚拟机进行很少结构变化(没有添加和删除)的频繁迭代,我的顺序访问基准测试表明,数组列表比我的系统上的数组慢1.5倍(在我一岁的iMac上是Java 1.6)。
一些代码:
import java.util.*;
public class ArrayVsArrayList {
static public void main( String[] args ) {
String[] array = new String[300];
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(300);
for (int i=0; i<300; ++i) {
if (Math.random() > 0.5) {
array[i] = "abc";
} else {
array[i] = "xyz";
}
list.add( array[i] );
}
int iterations = 100000000;
long start_ms;
int sum;
start_ms = System.currentTimeMillis();
sum = 0;
for (int i=0; i<iterations; ++i) {
for (int j=0; j<300; ++j) sum += array[j].length();
}
System.out.println( (System.currentTimeMillis() - start_ms) + " ms (array)" );
// Prints ~13,500 ms on my system
start_ms = System.currentTimeMillis();
sum = 0;
for (int i=0; i<iterations; ++i) {
for (int j=0; j<300; ++j) sum += list.get(j).length();
}
System.out.println( (System.currentTimeMillis() - start_ms) + " ms (ArrayList)" );
// Prints ~20,800 ms on my system - about 1.5x slower than direct array access
}
}
其他回答
在存储字符串对象的情况下,数组还是列表的选择并不那么重要(考虑到性能)。因为数组和列表存储的都是字符串对象引用,而不是实际对象。
如果字符串的数量几乎是常数,则使用数组(或ArrayList)。但如果数字变化太大,那么你最好使用LinkedList。 如果有(或将会)需要在中间添加或删除元素,那么你当然必须使用LinkedList。
使用哪一种取决于问题本身。我们得看看大O。
图片来源:https://github.com/egonSchiele/grokking_algorithms
数组-当我们必须实现更快的结果获取时,它总是更好的
列表——执行插入和删除的结果,因为它们可以在O(1)中完成,这也提供了方便地添加、获取和删除数据的方法。更容易使用。
但是始终记住,当数据存储在数组中的索引位置是已知的时,数据的抓取将是快速的。
这可以通过对数组排序很好地实现。因此,这增加了获取数据的时间(即;存储数据+排序数据+寻找数据所在的位置)。因此,这增加了从数组中获取数据的额外延迟,即使它们可能擅长更快地获取数据。
因此,这可以用三元数据结构或三元数据结构来解决。如上所述,树数据结构在搜索数据时非常有效,对特定单词的搜索可以在O(1)量级上完成。当时间紧迫时;如果你必须快速搜索和检索数据,你可以使用三种数据结构。
如果你希望你的内存空间消耗更少,你希望有一个更好的性能,那么使用三元数据结构。这两个都适合存储大量的字符串(例如;比如字典里的单词)。
没有一个答案有我感兴趣的信息——重复扫描同一个数组很多很多次。必须为此做一个JMH测试。
结果(Java 1.8.0_66 x32,迭代普通数组至少比ArrayList快5倍):
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
MyBenchmark.testArrayForGet avgt 10 8.121 ? 0.233 ms/op
MyBenchmark.testListForGet avgt 10 37.416 ? 0.094 ms/op
MyBenchmark.testListForEach avgt 10 75.674 ? 1.897 ms/op
Test
package my.jmh.test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.openjdk.jmh.annotations.Benchmark;
import org.openjdk.jmh.annotations.BenchmarkMode;
import org.openjdk.jmh.annotations.Fork;
import org.openjdk.jmh.annotations.Measurement;
import org.openjdk.jmh.annotations.Mode;
import org.openjdk.jmh.annotations.OutputTimeUnit;
import org.openjdk.jmh.annotations.Scope;
import org.openjdk.jmh.annotations.State;
import org.openjdk.jmh.annotations.Warmup;
@State(Scope.Benchmark)
@Fork(1)
@Warmup(iterations = 5, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@Measurement(iterations = 10)
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
public class MyBenchmark {
public final static int ARR_SIZE = 100;
public final static int ITER_COUNT = 100000;
String arr[] = new String[ARR_SIZE];
List<String> list = new ArrayList<>(ARR_SIZE);
public MyBenchmark() {
for( int i = 0; i < ARR_SIZE; i++ ) {
list.add(null);
}
}
@Benchmark
public void testListForEach() {
int count = 0;
for( int i = 0; i < ITER_COUNT; i++ ) {
for( String str : list ) {
if( str != null )
count++;
}
}
if( count > 0 )
System.out.print(count);
}
@Benchmark
public void testListForGet() {
int count = 0;
for( int i = 0; i < ITER_COUNT; i++ ) {
for( int j = 0; j < ARR_SIZE; j++ ) {
if( list.get(j) != null )
count++;
}
}
if( count > 0 )
System.out.print(count);
}
@Benchmark
public void testArrayForGet() {
int count = 0;
for( int i = 0; i < ITER_COUNT; i++ ) {
for( int j = 0; j < ARR_SIZE; j++ ) {
if( arr[j] != null )
count++;
}
}
if( count > 0 )
System.out.print(count);
}
}
不要在没有适当基准测试的情况下陷入优化的陷阱。正如其他人建议的那样,在做出任何假设之前使用分析器。
您所列举的不同数据结构具有不同的用途。列表在开头和结尾插入元素时非常有效,但在访问随机元素时却很困难。数组具有固定的存储,但提供快速的随机访问。最后,ArrayList通过允许数组增长来改进与数组的接口。通常,要使用的数据结构应该由如何访问或添加存储的数据来决定。
About memory consumption. You seem to be mixing some things. An array will only give you a continuous chunk of memory for the type of data that you have. Don't forget that java has a fixed data types: boolean, char, int, long, float and Object (this include all objects, even an array is an Object). It means that if you declare an array of String strings [1000] or MyObject myObjects [1000] you only get a 1000 memory boxes big enough to store the location (references or pointers) of the objects. You don't get a 1000 memory boxes big enough to fit the size of the objects. Don't forget that your objects are first created with "new". This is when the memory allocation is done and later a reference (their memory address) is stored in the array. The object doesn't get copied into the array only it's reference.