HashSet kodu için beklenmeyen çalışma süreleri

Yani aslında, bu kodu vardı:

import java.util.*;

public class sandbox {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < 100_000; i++) {
            hashSet.add(i);
        }

        long start = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 100_000; i++) {
            for (Integer val : hashSet) {
                if (val != -1) break;
            }

            hashSet.remove(i);
        }

        System.out.println("time: " + (System.currentTimeMillis() - start));
    }
}

Bilgisayarımdaki döngüler için yuvalanmış çalıştırmak yaklaşık 4 s sürer ve neden bu kadar uzun sürdüğünü anlamıyorum. Dış döngü 100.000 kez çalışır, döngü için iç 1 kez çalışmalıdır (hashSet'in değeri hiçbir zaman -1 olmayacaktır) ve bir öğenin HashSet'ten kaldırılması O (1) olduğundan, yaklaşık 200.000 işlem olmalıdır. Saniyede genellikle 100.000.000 işlem varsa, kodum nasıl çalışır?

Ayrıca, satır hashSet.remove(i);yorumlanırsa kod yalnızca 16 ms sürer. Döngünün içi yorumlanırsa (ancak edilmezse hashSet.remove(i);), kod yalnızca 8 ms sürer.

HashSetAlgoritmanın kuadratik karmaşıklığa dönüştüğü marjinal bir kullanım örneği oluşturdunuz .

İşte bu kadar uzun süren basitleştirilmiş döngü:

for (int i = 0; i < 100_000; i++) {
    hashSet.iterator().next();
    hashSet.remove(i);
}

async-profiler neredeyse tüm zamanların java.util.HashMap$HashIterator()yapıcı içinde harcandığını gösterir :

    HashIterator() {
        expectedModCount = modCount;
        Node<K,V>[] t = table;
        current = next = null;
        index = 0;
        if (t != null && size > 0) { // advance to first entry
--->        do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
        }
    }

Vurgulanan çizgi, karma tablosundaki boş olmayan ilk kovayı arayan doğrusal bir döngüdür.

Yana Integerönemsiz sahiptir hashCode(hashCode sayısının kendisine eşittir, yani), ardışık tamsayı çok karma tablosunda ard arda kovalar işgal çıkıyor: 0 numaralı birinci bölümün gider, 1 sayısı, ikinci kovanın vb gider

Şimdi ardışık sayıları 0'dan 99999'a çıkarın. En basit durumda (grup tek bir anahtar içerdiğinde), bir anahtarın kaldırılması grup dizisindeki karşılık gelen öğeyi geçersiz kılmak olarak uygulanır. Çıkarıldıktan sonra tablonun sıkıştırılmadığını veya yeniden şekillenmediğini unutmayın.

Bu nedenle, grup dizisinin başlangıcından ne kadar çok anahtar kaldırırsanız, HashIteratorboş olmayan ilk grubu bulmanız o kadar uzun sürer .

Anahtarları diğer uçtan çıkarmaya çalışın:

hashSet.remove(100_000 - i);

Algoritma çok daha hızlı olacak!