Java 哈希集代码的意外运行时间

所以最初，我有以下代码：

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));
    }
}

import java.util.*；
公共类沙箱{
公共静态void main（字符串[]args）{
HashSet HashSet=新的HashSet（）；
对于（int i=0；i<100_000；i++）{
添加（i）；
}
长启动=System.currentTimeMillis（）；
对于（int i=0；i<100_000；i++）{
for（整数val:hashSet）{
如果（val！=-1）中断；
}
hashSet.remove（i）；
}
System.out.println（“时间：”+（System.currentTimeMillis（）-start））；
}
}

在我的计算机上运行嵌套for循环大约需要4秒，我不明白为什么需要这么长时间。外部循环运行100000次，内部for循环应该运行1次（因为hashSet的任何值都不会是-1），并且从hashSet中删除一个项是O（1），因此应该有大约200000个操作。如果一秒钟内通常有100000000个操作，为什么我的代码需要4s才能运行

另外，如果行

hashSet.remove（i）被注释掉，代码只需要16毫秒。
如果内部for循环被注释掉（但不是
hashSet.remove（i）；
），代码只需要8毫秒。
您已经创建了
hashSet
的一个边际用例，其中算法降低为二次复杂度

以下是耗时很长的简化循环：

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

突出显示的行是一个线性循环，用于搜索哈希表中的第一个非空bucket

由于
Integer
具有平凡的
hashCode
（即hashCode等于数字本身），结果表明，连续整数大多占据哈希表中的连续存储桶：数字0进入第一个存储桶，数字1进入第二个存储桶，等等

现在删除0到99999之间的连续数字。在最简单的情况下（当bucket包含一个键时），键的删除被实现为将bucket数组中的相应元素置零。请注意，移除后，工作台未压实或重新灰化

因此，从bucket数组开始移除的键越多，HashIterator查找第一个非空bucket所需的时间就越长

尝试从另一端移除键：

hashSet.remove(100_000 - i);

算法将大大加快
 我确认你的发现。我可以推测原因，但希望聪明的人能给出一个有趣的解释。看起来val的
循环占用了很多时间。
删除
的速度仍然很快。在修改集合后设置新迭代器会产生某种开销…？@apangin在中很好地解释了
for val
循环速度慢的原因。但是，请注意，根本不需要循环。如果您想检查集合中是否有与-1不同的值，那么检查
hashSet.size（）>1 | |将更加有效！hashSet.contains（-1）
。啊，我遇到了这个问题，但在最初几次运行后就放弃了它，并认为这可能是某种JIT优化，于是转向通过JITWatch进行分析。应该先运行异步探查器。该死很有趣。如果在循环中执行以下操作，它会通过减小内部映射的大小来加速循环：
If（i%800==0）{hashSet=newhashset（hashSet）；}
。
hashSet.remove(100_000 - i);