Javascript 集与数组性能

IT技术 javascript arrays performance set iteration
2021-01-18 16:32:07

这可能是因为 Sets 对 Javascript 来说相对较新,但我一直无法在 StackO 或其他任何地方找到一篇文章来讨论 Javascript 中两者之间的性能差异。那么,就性能而言,两者之间有什么区别?具体来说,当涉及到删除、添加和迭代时。

6个回答

好的,我已经测试了从数组和集合中添加、迭代和删除元素。我使用 10 000 个元素进行了“小”测试,并使用 100 000 个元素进行了“大”测试。这是结果。

向集合中添加元素

无论添加多少元素.pusharray 方法似乎.addset 方法快 4 倍

迭代和修改集合中的元素

对于测试的这一部分,我使用一个for循环来迭代数组和一个for of循环来迭代集合。同样,对数组的迭代速度更快。这一次似乎是指数级的,因为在“小”测试期间花费了两倍的时间,在“大”测试期间花费的时间几乎是四倍。

从集合中删除元素

现在这是它变得有趣的地方。我使用了for循环的组合.splice从数组中删除了一些元素,并使用了for of.delete从集合中删除了一些元素。对于“小”测试,从集合中删除项目的速度大约快三倍(2.6 毫秒与 7.1 毫秒),但“大”测试的情况发生了巨大变化,从数组中删除项目需要 1955.1 毫秒,而它只需要从集合中删除它们需要 83.6 毫秒,快 23 倍。

结论

在 10k 个元素时,两个测试的运行时间相当(数组:16.6 毫秒,集合:20.7 毫秒)但在处理 100k 个元素时,集合是明显的赢家(数组:1974.8 毫秒,集合:83.6 毫秒)但仅仅是因为删除手术。否则阵列更快。我说不出为什么会这样。

我尝试了一些混合场景,其中创建并填充了一个数组,然后将其转换为一个集合,其中一些元素将被删除,然后该集合将重新转换为一个数组。尽管这样做会比删除数组中的元素提供更好的性能,但在集合之间进行传输所需的额外处理时间超过了填充数组而不是集合的收益。最后,只处理一个集合会更快。尽管如此,这是一个有趣的想法,如果人们选择使用数组作为一些没有重复项的大数据的数据集合,那么如果需要在一个元素中删除许多元素,那么在性能方面这可能是有利的操作,将数组转换为集合,执行移除操作,并将集合转换回数组。

数组代码:

var timer = function(name) {
  var start = new Date();
  return {
    stop: function() {
      var end = new Date();
      var time = end.getTime() - start.getTime();
      console.log('Timer:', name, 'finished in', time, 'ms');
    }
  }
};

var getRandom = function(min, max) {
  return Math.random() * (max - min) + min;
};

var lastNames = ['SMITH', 'JOHNSON', 'WILLIAMS', 'JONES', 'BROWN', 'DAVIS', 'MILLER', 'WILSON', 'MOORE', 'TAYLOR', 'ANDERSON', 'THOMAS'];

var genLastName = function() {
  var index = Math.round(getRandom(0, lastNames.length - 1));
  return lastNames[index];
};

var sex = ["Male", "Female"];

var genSex = function() {
  var index = Math.round(getRandom(0, sex.length - 1));
  return sex[index];
};

var Person = function() {
  this.name = genLastName();
  this.age = Math.round(getRandom(0, 100))
  this.sex = "Male"
};

var genPersons = function() {
  for (var i = 0; i < 100000; i++)
    personArray.push(new Person());
};

var changeSex = function() {
  for (var i = 0; i < personArray.length; i++) {
    personArray[i].sex = genSex();
  }
};

var deleteMale = function() {
  for (var i = 0; i < personArray.length; i++) {
    if (personArray[i].sex === "Male") {
      personArray.splice(i, 1)
      i--
    }
  }
};

var t = timer("Array");

var personArray = [];

genPersons();

changeSex();

deleteMale();

t.stop();

console.log("Done! There are " + personArray.length + " persons.")

设置代码:

var timer = function(name) {
    var start = new Date();
    return {
        stop: function() {
            var end  = new Date();
            var time = end.getTime() - start.getTime();
            console.log('Timer:', name, 'finished in', time, 'ms');
        }
    }
};

var getRandom = function (min, max) {
  return Math.random() * (max - min) + min;
};

var lastNames = ['SMITH','JOHNSON','WILLIAMS','JONES','BROWN','DAVIS','MILLER','WILSON','MOORE','TAYLOR','ANDERSON','THOMAS'];

var genLastName = function() {
    var index = Math.round(getRandom(0, lastNames.length - 1));
    return lastNames[index];
};

var sex = ["Male", "Female"];

var genSex = function() {
    var index = Math.round(getRandom(0, sex.length - 1));
    return sex[index];
};

var Person = function() {
	this.name = genLastName();
	this.age = Math.round(getRandom(0,100))
	this.sex = "Male"
};

var genPersons = function() {
for (var i = 0; i < 100000; i++)
	personSet.add(new Person());
};

var changeSex = function() {
	for (var key of personSet) {
		key.sex = genSex();
	}
};

var deleteMale = function() {
	for (var key of personSet) {
		if (key.sex === "Male") {
			personSet.delete(key)
		}
	}
};

var t = timer("Set");

var personSet = new Set();

genPersons();

changeSex();

deleteMale();

t.stop();

console.log("Done! There are " + personSet.size + " persons.")

您可以在 Set 中多次拥有完全相同的对象内容 {foo: 'bar'},但不能拥有完全相同的对象(引用)。值得指出的细微差别 IMO
2021-03-20 16:32:07
请记住,默认情况下,集合的值是唯一的。因此,[1,1,1,1,1,1]对于数组的长度为 6 的情况,集合的大小为 1。由于 Sets 的这种特性,看起来您的代码实际上可能会在每次运行时生成大小相差很大的集合,而不是 100,000 个项目。您可能从未注意到,因为直到整个脚本运行后才显示集合的大小。
2021-03-21 16:32:07
实际上,在这种情况下您是对的,因为 Sets 实际上并没有与 Set 中的对象区分开来。因此,实际上您甚至可以{foo: 'bar'}在集合中拥有 10,000 倍的相同对象,并且它的大小为 10,000。数组也是如此。它似乎只有标量值(字符串、数字、布尔值等)才是唯一的。
2021-03-22 16:32:07
您忘记了使用 Set 的最重要原因的度量,即 0(1) 查找。hasIndexOf.
2021-03-29 16:32:07
@KyleFarris 除非我弄错了,否则如果集合中有重复项,这将是正确的,就像在您的示例中一样[1, 1, 1, 1, 1],但是由于集合中的每个项目实际上都是一个具有各种属性的对象,包括从列表中随机生成的名字和姓氏在数百个可能的名字、随机生成的年龄、随机生成的性别和其他随机生成的属性中……在集合中拥有两个相同对象的几率微乎其微。
2021-04-10 16:32:07

观察

  • 设置操作可以理解为执行流中的快照。
  • 我们不是一个确定的替代品。
  • Set 类的元素没有可访问的索引。
  • Set 类Array 类的补充,在需要存储集合以应用基本加法、删除、检查和迭代操作的场景中非常有用。

我分享了一些性能测试。尝试打开您的控制台并复制以下代码。

创建数组 (125000)

var n = 125000;
var arr = Array.apply( null, Array( n ) ).map( ( x, i ) => i );
console.info( arr.length ); // 125000

1. 定位索引

我们比较了 Set 的 has 方法和 Array indexOf :

数组/ indexOf (0.281ms) | 设置/(0.053ms)

// Helpers
var checkArr = ( arr, item ) => arr.indexOf( item ) !== -1;
var checkSet = ( set, item ) => set.has( item );

// Vars
var set, result;

console.time( 'timeTest' );
result = checkArr( arr, 123123 );
console.timeEnd( 'timeTest' );

set = new Set( arr );

console.time( 'timeTest' );
checkSet( set, 123123 );
console.timeEnd( 'timeTest' );

2. 添加新元素

我们分别比较 Set 和 Array 对象的 add 和 push 方法:

数组/推送(1.612ms) | 设置/添加(0.006ms)

console.time( 'timeTest' );
arr.push( n + 1 );
console.timeEnd( 'timeTest' );

set = new Set( arr );

console.time( 'timeTest' );
set.add( n + 1 );
console.timeEnd( 'timeTest' );

console.info( arr.length ); // 125001
console.info( set.size ); // 125001

3. 删除元素

在删除元素时,我们必须记住 Array 和 Set 不是在相等的条件下开始的。Array 没有本地方法,因此需要外部函数。

数组/ deleteFromArr (0.356ms) | 设置/删除(0.019ms)

var deleteFromArr = ( arr, item ) => {
    var i = arr.indexOf( item );
    i !== -1 && arr.splice( i, 1 );
};

console.time( 'timeTest' );
deleteFromArr( arr, 123123 );
console.timeEnd( 'timeTest' );

set = new Set( arr );

console.time( 'timeTest' );
set.delete( 123123 );
console.timeEnd( 'timeTest' );

此处阅读全文

Array.indexOf 应该是 Array.includes 以使它们等效。我在 Firefox 上得到了非常不同的数字。
2021-03-19 16:32:07
我会对 Object.includes 与 Set.has 的比较感兴趣......
2021-03-29 16:32:07
@LeopoldKristjansson 我没有编写比较测试,但我们在生产站点中使用包含 24k 项的数组进行计时,并且从 Array.includes 切换到 Set.has 是一个巨大的性能提升!
2021-04-03 16:32:07

我的观察是,考虑到大型数组的两个陷阱,Set 总是更好:

a) 从数组创建集合必须在for具有预缓存长度循环中完成

慢(例如 18 毫秒) new Set(largeArray)

快(例如 6ms) const SET = new Set(); const L = largeArray.length; for(var i = 0; i<L; i++) { SET.add(largeArray[i]) }

b)迭代可以用同样的方式完成,因为它也比for of循环更快......

https://jsfiddle.net/0j2gkae7/5/

difference(), intersection(),union()uniq()(+ 他们的 iteratee 伙伴等) 与 40.000 个元素的现实生活比较

基准迭代的屏幕截图对于您问题的迭代部分,我最近运行了此测试,发现 Set 的性能远远优于包含 10,000 个项目的 Array(大约 10 倍的操作可能在同一时间范围内发生)。并且取决于浏览器在类似测试中击败或输给 Object.hasOwnProperty。

Set 和 Object 都有它们的“has”方法,其执行方式似乎可以摊销为 O(1),但取决于浏览器的实现,单个操作可能需要更长或更短的时间。似乎大多数浏览器在 Object 中实现 key 的速度比 Set.has() 快。甚至 Object.hasOwnProperty 包括对密钥的额外检查,至少比我在 Chrome v86 上的 Set.has() 快约 5%。

https://jsperf.com/set-has-vs-object-hasownproperty-vs-array-includes/1

更新:11/11/2020:https ://jsbench.me/irkhdxnoqa/2

如果您想使用不同的浏览器/环境运行自己的测试。


同样,我将添加一个基准,用于将项目添加到数组与设置和删除。

请不要在您的答案中使用链接(除非链接到官方图书馆),因为这些链接可能会被破坏 - 就像您的情况一样。你的链接是404。
2021-03-20 16:32:07
我在这里写了为什么 Set.has() 更慢:stackoverflow.com/a/69338420/1474113 TL;DR:因为 V8 没有对 Set.has() 进行太多优化。
2021-03-23 16:32:07
现在用截图和一个新的 JS 性能网站更新了帖子:jsbench.me
2021-04-02 16:32:07
我使用了一个链接,但也复制了可用的输出。不幸的是,他们如此迅速地改变了他们的链接策略。
2021-04-10 16:32:07

只是属性查找,很少或零写入

如果属性查找是您的主要关注点,这里有一些数字。

JSBench 测试https://jsbench.me/3pkjlwzhbr/1

大批
  • for 环形
  • for 循环(反向)
  • array.includes(target)
  • set.has(target)
目的
  • obj.hasOwnProperty(target)
  • target in obj <- 慢 1.29%
  • obj[target] <- 最快
地图
  • map.has(target) <- 慢 2.94%
2021 年 1 月的 结果,Chrome 87

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JSBench 测试分叉自Zargold 的回答。