迭代數組的哪個習慣用法最有效？

Question

Java 5給了我們for-each循環，應該儘可能使用它。

但是，如果您需要使用塊中數組的索引，那麼最有效的習慣用法是什麼？

// Option (1) 
for (int i = array.length - 1; i >= 0; i--) { 
    // Code. 
} 

// Option (2) 
for (int i = 0; i < array.length; i++) { 
    // Code. 
} 

// Option (3) 
for (int i = 0, n = array.length; i < n; i++) { 
    // Code. 
} 

（很顯然，這不會使大多數程序，但幽默我有很大的性能差異。）:-)

1. 向後循環，是可怕的。甚至可能緩存不友好？或者現代化的處理器能夠檢測到內存中的回退？

2. 更短，我可以看到JIT編譯器如何確定array從不改變，因此length是恆定的，因此它基本上可以用（3）代替它。但是這樣做嗎？ （假設JVM是Oracle的Hotspot/Java 7）

3. 由Joshua Bloch在項目45中建議的Effective Java作爲最快的選項，如果它是一些Collection.size()這是上限。但是它也適用於數組嗎？從字節碼（見下面）我可以看出，每個週期保存一個arraylength指令（預優化）。

This question有關的Dalvik虛擬機循環，列表（1） - （3）最快到最慢。然而，這些信息是從2008年開始的，今天Dalvik更加成熟，所以我幾乎認爲情況依然如此。

看着從上面的例子中生成的字節碼，有明顯的差異：

Compiled from "ForLoops.java" 
public class ForLoops extends java.lang.Object{ 
static int[] array; 

public ForLoops(); 
    Code: 
    0: aload_0 
    1: invokespecial #10; //Method java/lang/Object."<init>":()V 
    4: return 

public static void forLoop1(); 
    Code: 
    0: getstatic #17; //Field array:[I 
    3: arraylength 
    4: iconst_1 
    5: isub 
    6: istore_0 
    7: goto 13 
    10: iinc 0, -1 
    13: iload_0 
    14: ifge 10 
    17: return 

public static void forLoop2(); 
    Code: 
    0: iconst_0 
    1: istore_0 
    2: goto 8 
    5: iinc 0, 1 
    8: iload_0 
    9: getstatic #17; //Field array:[I 
    12: arraylength 
    13: if_icmplt 5 
    16: return 

public static void forLoop3(); 
    Code: 
    0: iconst_0 
    1: istore_0 
    2: getstatic #17; //Field array:[I 
    5: arraylength 
    6: istore_1 
    7: goto 13 
    10: iinc 0, 1 
    13: iload_0 
    14: iload_1 
    15: if_icmplt 10 
    18: return 

} 

Answer 1

您可以輕鬆地測試自己這一點;如果你這樣做，你應該看看HotSpot創作者本身的these tips about performance testing。 This answer也可能有用。如果您決定測試這些實現，請讓我們知道您發現了什麼！

但是，總的來說，你不應該擔心這些事情太多。相反，請專注於編寫可讀代碼並完成任務。大多數情況下，你會發現你的代碼運行得很快，沒有任何「技巧」。現代硬件非常快，而且JIT也很好。

如果你發現你的代碼運行速度太慢，配置文件首先，然後優化。還有什麼是不成熟的。請記住，從一個比我們任何人都更聰明的人：

「不成熟的優化是一切邪惡的根源。」 - 高德納

編輯：既然你似乎好奇這個少來講「應該怎麼我寫我的代碼？」更多的思想實驗方面，我想預計所有這些選項運行在或多或少相同的速度。

沒有那些循環可能會調整分支預測器（對於合理大小的數組，無論如何）。我期望底層JIT將任何重複數組長度引用從（2）式轉換爲（3）式。在所有情況相同的情況下，（1）緩存性能並不比（2）或（3）更糟糕，因爲它的運行倒退;對於一個給定的數組，相同的緩存行將被加載並且經常被擊中（或未擊中）。

當然，我的期望是無關緊要的。要知道的唯一方法就是測試！當測試時，請記住writing good microbenchmarks is hard。