Java优化:双重for循环

在工作中,经常性的会出现在两张表中查找相同ID的数据,许多开发者会使用两层for循环嵌套,虽然实现功能没有问题,但是效率极低,一下是一个简单的优化过程,代码耗时凑从26856ms优化到了748ms。

功能场景


有两份List类型的数据,分别是UestList(用户表)和AccountList(账户表),要根据用户的id从AccountList表中查找对应的账户信息,并进行后续的处理,示例如下:

存数据(伪代码):5w条user数据,3w条Account数据

java 复制代码
 @Data
    class User{
        private Long userId;
        private String name;
    }

    @Data
    class Account{
        private Long userId;
        private String content;
    }

    public class NestedLoopOptimization{

        public static List<User> getUserList(){
            List<User> users =new ArrayList<>();
            for(inti =1; i <=50000; i++) {
                User user =newUser();
                user.setName(UUID.randomUUID().toString());
                user.setUserId((long) i);
                users.add(user);
            }
            return users;
        }

        public static List<UserMemo> getAccountTestList(){
            List<Account> accountList =newArrayList<>();
            for(inti =30000; i >=1; i--) {
                Account account =new Account();
                account.setContent(UUID.randomUUID().toString());
                account.setUserId((long) i);
                accountList.add(account);
            }
            return accountList;
        }

        // ... 后续代码
最直接的实现方式(未优化的代码):
java 复制代码
public static void nestedLoop(List<User> usersList, List<UserMemo> accountList) {
    for (User user : usersList) {
        Long userId = user.getUserId();
        for (Account account : accountList) {
            if (userId.equals(account.getUserId())) {
                String content = account.getContent();
                // System.out.println("模拟数据content 业务处理......" + content); // 避免打印影响测试结果
            }
        }
    }
}

耗时:约数万毫秒,效率很低,数据量小的话无关紧要,如果随着系统的迭代数据量骤增的时候,就会极其耗时。

第一步优化:添加break

每个userId在AccountList中只有一条对应的数据,所以找到匹配项之后就可以跳出内循环:

java 复制代码
public static void nestedLoop(List<User> usersList, List<UserMemo> accountList) {
    for (User user : usersList) {
        Long userId = user.getUserId();
        for (Account account : accountList) {
            if (userId.equals(account.getUserId())) {
                String content = account.getContent();
                // System.out.println("模拟数据content 业务处理......" + content); // 避免打印影响测试结果
                break;
            }
        }
    }
}

第一步优化结束之后任需要很多耗时,但是比起嵌套循环好很多。

第二步优化:使用Map优化

java 复制代码
public static void mapOptimizedLoop(List<User> userTestList, List<UserMemo> accountList) {
        Map<Long, String> contentMap = accountList.stream().collect(Collectors.toMap(UserMemo::getUserId, UserMemo::getContent));

        for (User user : userTestList) {
            Long userId = user.getUserId();
            String content = contentMap.get(userId);

            if (StringUtils.hasLength(content)) {
               // System.out.println("模拟数据content 业务处理......" + content); // 避免打印影响测试结果
            }
        }
    }

做以上优化之后,耗时显著减少,通常在数百毫秒级别。

原理:

两层 for 循环嵌套的时间复杂度为 O(n*m),其中 n 和 m 分别为两个列表的长度。使用 Map 后,get 操作的时间复杂度接近 O(1),整体时间复杂度降为 O(n+m),避免了内循环的重复遍历。HashMap 的 get 方法内部使用了 getNode 方法来查找键值对。getNode 方法利用哈希表结构,快速定位到目标键值对。虽然在极端情况下(所有键的哈希值都相同),getNode 的时间复杂度会退化为 O(n),但在实际应用中,哈希冲突的概率很低,HashMap 的 get 操作效率通常很高。因此无需过于担心 O(n) 的最坏情况。

通过以上优化之后,可以显著的提高代码的执行效率,已经其健壮性,尤其是在处理大数据量的时候,使用Map优化,可以带来巨大的性能提升,避免了不必要的计算,从而实现了代码的性能。

相关推荐
百锦再8 分钟前
从 .NET 到 Java 的转型指南:详细学习路线与实践建议
android·java·前端·数据库·学习·.net·数据库架构
hsjkdhs8 分钟前
C++之友元函数与前向引用
开发语言·c++
z晨晨10 分钟前
互联网大厂Java求职面试场景
java·redis·spring·面试·多线程·互联网大厂
方圆想当图灵28 分钟前
深入浅出 gRPC
java·后端·github
ajassi200029 分钟前
开源 C# 快速开发(十二)进程监控
开发语言·开源·c#
卷Java32 分钟前
uni-app 模板语法修复说明
java·数据库·spring boot·uni-app·mybatis
渣哥34 分钟前
新手最容易忽略!Spring 自动装配的 5 种方式全解析
java
库库83941 分钟前
Java微服务知识点详细总结
java·开发语言·微服务
txwtech1 小时前
第4篇 vs2019+QT调用SDK连接海康相机显示图片
开发语言·数码相机·qt
没有bug.的程序员1 小时前
MySQL 在金融系统中的应用:强一致性与高可用架构实战
java·mysql·金融·架构·高可用·强一致性