嵌套For循环性能优化案例.docx

嵌套For循环性能优化案例从给出的代码可知，不论如何优化，testFunction执行的次数都是相同的，该部分不存在优化的可能。那么，代码的优化只能从循环变量i、j、k的实例化、初始化、比较、自增等方面的耗时上进行分析。 1 案例描述某日，在JavaEye上看到一道面试题，题目是这样的：请对以下的代码进行优化1. for(inti=0;i1000;i+) 2. for(intj=0;j100;j+) 3. for(intk=0;k10;k+) 4. testFunction(i,j,k);（注：为了同后面的内容一致，这里对原题目进行了部分修改）2 案例分析 从给出的代码可知，不论如何优化，testFunction执行的次数都是相同的，该部分不存在优化的可能。那么，代码的优化只能从循环变量i、j、k的实例化、初始化、比较、自增等方面的耗时上进行分析。首先，我们先分析原题代码循环变量在实例化、初始化、比较、自增等方面的耗时情况：（注：由于单次耗时视不同机器配置而不同，上表相关耗时采用处理的次数进行说明）该代码的性能优化就是尽可能减少循环变量i、j、k的实例化、初始化、比较、自增的次数，同时，不能引进其它可能的运算耗时。3 解决过程 从案例分析，对于原题代码，我们提出有两种优化方案：3.1 优化方案一1. for(inti=0;i10;i+) 2. for(intj=0;j100;j+) 3. for(intk=0;k1000;k+) 4. testFunction(k,j,i);该方案主要是将循环次数最少的放到外面，循环次数最多的放里面，这样可以最大程度的（注：3个不同次数的循环变量共有6种排列组合情况，此种组合为最优）减少相关循环变量的实例化次数、初始化次数、比较次数、自增次数，方案耗时情况如下：3.2 优化方案二1. inti,j,k; 2. for(i=0;i10;i+) 3. for(j=0;j100;j+) 4. for(k=0;k1000;k+) 5. testFunction(k,j,i);该方案在方案一的基础上，将循环变量的实例化放到循环外，这样可以进一步减少相关循环变量的实例化次数，方案耗时情况如下：4 解决结果 那么，提出的优化方案是否如我们分析的那样有了性能上的提升了呢？我们编写一些测试代码进行验证，数据更能说明我们的优化效果。4.1 测试代码1. publicstaticvoidtestFunction(inti,intj,intk) 2. System.out.print();/注：该方法不影响整体优化，这里只有简单输出 3. 4. 5. publicstaticvoidtestA() 6. longstart=System.nanoTime(); 7. for(inti=0;i1000;i+) 8. for(intj=0;j100;j+) 9. for(intk=0;k+(System.nanoTime()-start); 12. 13. 14. publicstaticvoidtestB() 15. longstart=System.nanoTime(); 16. for(inti=0;i10;i+) 17. for(intj=0;j100;j+) 18. for(intk=0;k+(System.nanoTime()-start); 21. 22. 23. publicstaticvoidtestC() 24. longstart=System.nanoTime(); 25. inti; 26. intj; 27. intk; 28. for(i=0;i10;i+) 29. for(j=0;j100;j+) 30. for(k=0;k+(System.nanoTime()-start); 33. 4.2 测试结果1、测试机器配置：Pentium(R) Dual-Core CPU E5400 2.70GHz 2.70GHz, 2GB内存；2、循环变量i、j、k循环次数分别为10、100、1000，进行5组测试，测试结果如下：从上面的测试结果来看，优化后的方案明显性能优于原方案，达到了优化的效果。但优化方案二并没有如我们预期的优于方案一，其中第2、4、5组的数据更是比方案一差，怀疑可能是循环次数太少，以及测试环境相关因素影响下出现的结果。3、重新调整循环变量i、j、k循环次数分别为20、200、2000，进行5组测试，测试结果如下：从上面的测试结果来看，优化后的方案基本符合我们的预期结果。5 总结 从案例分析和解决过程中的三个表的分析可知，优化方案一和优化方案二的性能都比原代码的性能好，其中优化方案二的性能是最好的。在嵌套For循环中，将循环次数多的循环放在内侧，循环次数少的循环放在外侧，其性能会提高；减少循环变量的实例化，其性能也会提高。从测试数据可