Java的For循环和While循环，奇怪的行为和时间性能

Question

我正在编写一个算法，它会在整数数组上进行一次大循环，从末尾向开始遍历，并带有一个if条件。第一次条件为false时，循环可以终止。

因此，使用for循环，如果条件为false，它将继续迭代并进行简单变量更改。 使用while循环作为条件的while参数，一旦条件为false，循环将停止，并且应该保存一些迭代。

然而，while循环仍然比for循环慢一点！

但是，如果我将int值作为计数器，并计算迭代次数，则For循环如预期地执行了更多的迭代。 但是这一次，具有计数器的修改后的For方法的执行时间将比具有计数器的while方法慢得多！

有什么解释吗？

以下是使用for循环的代码：

for (int i = pairs.length - 1; i >= 0; i -= 2) {
    //cpt++;
    u = pairs[i];
    v = pairs[i - 1];

    duv = bfsResult.distanceMatrix.getDistance(u, v);

    if (duv > delta) {
        execute();
    }
}

执行时间：6473
使用计数器的执行时间：8299
迭代次数：2584401

以下是带有 while 循环的代码：

int i = pairs.length - 1;

u = pairs[i];
v = pairs[i - 1];

duv = bfsResult.distanceMatrix.getDistance(u, v);

while (duv > delta) {
    //cpt++;
    execute();

    u = pairs[i -= 2];
    v = pairs[i - 1];
    duv = bfsResult.distanceMatrix.getDistance(u, v);
}

时间执行：6632
带计数器的时间执行：7163
迭代次数：9793

时间以毫秒为单位，我用不同大小的实例重复了这个实验，测量结果几乎相同。execute()方法更新delta值。getDistance()方法只是访问矩阵int[][]。

谢谢任何帮助。

- Aurélien

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你可以使用两个循环来完成完全相同的事情。例如：你可以在 duv <= delta 时中断 for 循环。 - Mister Smith

你在使用什么单位来测量时间？毫秒吗？如果是的话，我认为你正在面临微基准测试问题。 - Bob Cross

我同意，我的问题是为什么时间几乎与 while 循环一样，因为它执行了更多的迭代。为什么当我放一个简单的计数器时，它变得更“正常”？ - Aurélien

但是，我猜我应该看一下Pavel_Kazlou提到的Java基准测试和技巧。 - Aurélien

Answer 1

在尝试对Java执行任何性能测试之前，我强烈建议您阅读本文http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-benchmark1/index.html。

简而言之，当Hotspot启用JVM运行一段时间后，可以优化您的代码，这将影响测试结果。因此，您需要适当的技术来测试代码的性能。为了减轻痛苦，有一个库可用于执行适当的测试：http://ellipticgroup.com/html/benchmarkingArticle.html。您可以在此页面上找到文章的两个部分的链接。

更新：为帮助您更快地开始，请执行以下操作：

1. 下载页面上找到的bb.jar、jsci-core.jar和mt-13.jar
2. 将它们放在类路径上
3. 重写您的代码，使while循环方法和for循环方法都进入Runnable或Callable接口的单独实现中
4. 在您的主方法中只需调用

System.out.println(new Benchmark(new WhileApproach()));

为了展示while循环的执行时间，显然

System.out.println(new Benchmark(new ForApproach()));

为了获取for循环的信息

- pavel_kazlou

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@Aurélien 更新了答案 - 如果你对过多的理论感到厌烦，请看一下快速入门 ;) - pavel_kazlou

非常感谢，这再简单不过了！ - Aurélien

@Aurélien，你有使用库进行测试吗？结果如何？ - pavel_kazlou

Answer 2

你的终止条件不同。对于 while 循环，它是：

duv > delta

对于for循环，它是这样的

i >= 0

这两种情况并不相等。我猜测 while 循环条件变为 false 的时间比 for 循环要早，因此执行的迭代次数较少。

- Tudor

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没错，那为什么for循环几乎比while循环更快呢？ - Aurélien

Answer 3

当 duv>delta 时，while 循环停止，但 for 循环继续。两者得到相同的结果，但是 for 继续检查。你应该像这样修改 for 循环： if (duv > delta) { execute(); } else break;

- Dragos

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你没有正确阅读问题。for循环实际上比while循环更快，即使它执行更多的迭代。 - Antoine