ArrayList .get比HashMap .get快？

Question

我曾认为HashMap对单个值的随机访问比ArrayLists更快。。。也就是说，HashMap.get(key)应该比ArrayList.get(index)更快，因为ArrayList必须遍历集合的每个元素才能达到它的值，而HashMap没有。你知道，O(1)和O(n)等等。

编辑：，所以我对HashMap的理解不够充分，因此我很困惑。此代码的结果与预期的相同。谢谢你这么多解释。

所以我决定在云雀上测试它。这是我的代码：

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.ListIterator;
import java.util.NoSuchElementException;
import java.util.Scanner;

public class Testing
{       

    public static void main(String[] args)
    {
        ArrayList<SomeClass> alist = new ArrayList<>();
        HashMap<Short, SomeClass> hmap = new HashMap<>(4000, (float).75);
        ListIterator<SomeClass> alistiterator = alist.listIterator();
        short j = 0;
        do
        {
            alistiterator.add(new SomeClass());
            j++;
        }
        while(j < 4000);
        for (short i = 0; i < 4000; i++)
        {
             hmap.put(i, new SomeClass());
        }
        boolean done = false;
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        String blargh = null;
        do
        {
            System.out.println("\nEnter 1 to run iteration tests.");
            System.out.println("Enter w to run warmup (recommended)");
            System.out.println("Enter x to terminate program.");
            try
            {
                blargh = input.nextLine();
            }
            catch (NoSuchElementException e)
            {
                System.out.println("Uh, what? Try again./n");
                continue;
            }
            switch (blargh)
            {
                case "1":
                    long starttime = 0;
                    long total = 0;
                    for (short i = 0; i < 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        iteratearraylist(alist);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }
                    total = (long)(total * .001);
                    System.out.println(total + " ns: iterating sequentially"
                                       + " through ArrayList");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        iteratearraylistbyget(alist);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }
                    total = (long)(total * .001);                   
                    System.out.println(total + " ns: iterating sequentially"
                                       + " through ArrayList via .get()");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        iteratehashmap(hmap);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }
                    total = (long)(total * .001);           
                    System.out.println(total + " ns: iterating sequentially"
                                       + " through HashMap via .next()");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        iteratehashmapbykey(hmap);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }                   
                    total = (long)(total * .001);       
                    System.out.println(total + " ns: iterating sequentially"
                                       + " through HashMap via .get()");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        getvaluebyindex(alist);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }               
                    total = (long)(total * .001);       
                    System.out.println(total + " ns: getting end value"
                                   + " from ArrayList");
                    total = 0;
                    for (short i = 0; i< 1000; i++)
                    {
                        starttime = System.nanoTime();
                        getvaluebykey(hmap);
                        total += System.nanoTime() - starttime;
                    }           
                    total = (long)(total * .001);       
                    System.out.println(total + " ns: getting end value"
                               + " from HashMap");
                    break;
                case "w":
                    for (int i = 0; i < 60000; i++)
                    {
                        iteratearraylist(alist);
                        iteratearraylistbyget(alist);
                        iteratehashmap(hmap);
                        iteratehashmapbykey(hmap);
                        getvaluebyindex(alist);
                        getvaluebykey(hmap);
                    }
                    break;
                case "x":
                    done = true;
                    break;
                default:
                    System.out.println("Invalid entry.  Please try again.");
                    break;
            }           
        }
        while (!done);
        input.close();
    }

    public static void iteratearraylist(ArrayList<SomeClass> alist)
    {
        ListIterator<SomeClass> tempiterator = alist.listIterator();
        do
        {
            tempiterator.next();
        }
        while (tempiterator.hasNext());
    }

    public static void iteratearraylistbyget(ArrayList<SomeClass> alist)
    {
        short i = 0;        
        do
        {
            alist.get(i);
            i++;
        }
        while (i < 4000);
    }

    public static void iteratehashmap(HashMap<Short, SomeClass> hmap)
    {
        Iterator<HashMap.Entry<Short, SomeClass>> hmapiterator = 
        map.entrySet().iterator();
        do
        {
            hmapiterator.next();
        }
        while (hmapiterator.hasNext());
    }   

    public static void iteratehashmapbykey(HashMap<Short, SomeClass> hmap)
    {
        short i = 0;
        do
        {
            hmap.get(i);
            i++;
        }
        while (i < 4000);
    }

    public static void getvaluebykey(HashMap<Short, SomeClass> hmap)
    {
        hmap.get(3999);
    }

    public static void getvaluebyindex(ArrayList<SomeClass> alist)
    {
        alist.get(3999);
    }
}

和

public class SomeClass
{
    int a = 0;
    float b = 0;
    short c = 0;

    public SomeClass()
    {
        a = (int)(Math.random() * 100000) + 1;
        b = (float)(Math.random() * 100000) + 1.0f;
        c = (short)((Math.random() * 32000) + 1);
    }
}

有趣的是，代码似乎是分阶段升温的。我所确定的最后阶段是在对所有方法进行了大约12万次迭代之后。无论如何，在我的测试机器(AMDx2-220，L3 +1额外的核心解锁，3.6GHz，2.1GHz NB)上，真正跳出我的数字是最后两个报告。即，.get()的时间-- ArrayList (index == 3999)的最后一个条目，以及与3999的短键相关联的值到.get()的时间。

经过2-3个热身周期后，测试表明ArrayList.get()大约需要56 ns，而HashMap.get()大约需要68 ns.就是这样。。。可不是我期望的。我的HashMap是不是都被碰撞吞噬了？所有的键条目都应该自动设置为短片，这应该是为了响应.hashcode()来报告它们存储的短值，所以所有的哈希码都应该是唯一的。我认为?

即使没有战争，ArrayList.get()仍然更快。这与我在其他地方看到的所有东西都不一样，比如this question。当然，我也读过用ArrayList遍历ListIterator比在循环中使用.get()更快，显然也不是这样。。。

Answer 1

Hashmap无法在已知索引下更快地检索某些内容。如果您以已知的顺序存储东西，列表将获胜。

但是，假设不是将所有内容插入列表1-4000中的例子，而是以完全随机的顺序进行的。现在，要从列表中检索正确的项目，您必须逐一检查每个项目，寻找正确的项目。但是要从hashmap检索它，您只需要知道插入它时应该给它的键。

所以，实际上，您应该将Hashmap.get(i)与

for(Integer i : integerList)
   if(i==value)
       //found it!

然后您将看到hashmap的真正效率。

Answer 2

ArrayList必须遍历集合的每个元素才能达到它的值。

这不是真的。ArrayList由一个允许固定时间get操作的数组支持.

另一方面，HashMap的get首先必须散列它的参数，然后它必须遍历哈希代码对应的桶，测试桶中的每个元素是否与给定的键相等。这通常比索引数组要慢。

Answer 3

ArrayList.get(index)通常使用恒定的时间，因为ArrayList是由数组支持的，所以它只在bacing数组中使用该索引。在最坏的情况下，ArrayList.contains(Object)是O(n)的长期操作。