嵌套For循环性能优化案例

1、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for （int i = 0; i 1000; i+）for （int j = 0; j 100; j+）for （int k = 0; k 10; k+）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

2、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：哽童实例化砍数）初始化（次数）此较（次数）自增欣数）I|1T0001000l_1000100010001001000 s 10010Q0 士 1001000 t 1001000 * 100 * 101000 FD（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

3、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for (int i = 0; i 10; i+)for (int j = 0; j 100; j+)for (int k = 0; k 1000; k+)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：:实例化&欠彖）初始化散薮比较砍

4、数）自增缺数）1010lj101010 MOD10 s 10010 10010 10010 ioq mooo10 MOD M0003.2优化方案二1.inti, j, k;2.for(i = 0;i 10; i+)3.for (j =0; j 100;j+)4.for(k = 0; k 1000; 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:斐里实例化:校数初始化砍蕴）比辕（次数）自增（次数）11010g I10 * 10010*100l-h.10 0010 * too

5、 M00010 s 100 MOOD4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. public static void testFunction(int i, int j, int k) 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.public static void testA() 6.long start = System.nanoTime();7.for (int i = 0; i 1000; i+)8.for (int j =

6、 0; j 100; j+)9.for (int k = 0; k + (System.nanoTime() - start);12.13.14.public static void testB() 15.long start = System.nanoTime();16.for (int i = 0; i 10; i+)17.for (int j = 0; j 100; j+)18.for (int k = 0; k + (System.nanoTime() - start);21.22.23.public static void testC() 24.long start = System

7、.nanoTime();25.int i;26.int j;27.int k;28.for (i = 0; i 10; i+)29.for (j = 0; j 100; 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:第通第2组第3组第4组第5组原力案17184627117325016617319987517

8、3725328|方A1683393216S372I516168310190188041251|方案二16B001S3S1G5141906169421766168240748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:第1组第2组第3组第婶第5组1 原方案13553P7203135S97SJ715135E1282E1135019315S21354756598云案1343452704134S41D3B8134357S03713479191561340697793方案二13424275281343897BS71342GG24G213421240481336266453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