为何在有效字母异位词解法中foreach循环比for循环更快？

我用下面的解法完成了LeetCode的**有效字母异位词（Valid Anagram）**问题，运行时长为4ms：

class Solution {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        if (s.length() != t.length()) {
            return false;
        }

        int[] countArray = new int[26];
        char[] a = s.toCharArray();
        char[] b = t.toCharArray();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            countArray[a[i] - 'a']++;
            countArray[b[i] - 'a']--;
        }

        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            if (countArray[i] != 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

但我看到有人使用foreach循环的解法仅耗时2ms：

class Solution {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        if (s.length() != t.length()) {
            return false;
        }

        int[] countArray = new int[26];
        for (char ch : s.toCharArray()) {
            countArray[ch - 'a']++;
        }

        for (char ch : t.toCharArray()) {
            countArray[ch - 'a']--;
        }

        for (int count : countArray) {
            if (count != 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

关键原因分析 #

• 缓存局部性优势
  你的解法在单次循环中交替访问两个独立的char数组a和b，这种跨数组的随机访问会降低CPU缓存（L1/L2）的命中率——缓存更擅长处理连续内存地址的访问。而foreach解法是先连续遍历完第一个字符串的char数组，再连续遍历第二个，整个过程内存访问是连续的，缓存能高效命中，减少CPU等待内存数据的时间，整体执行速度更快。

• JVM对foreach的编译优化
  Java中遍历数组的foreach循环会被编译器直接优化为高效的下标遍历，而且JVM的即时编译器（JIT）更容易对这种连续的单数组遍历做进一步优化，比如循环展开、指令重排，减少循环的额外开销。相比之下，你的手动for循环虽然逻辑上少一次遍历，但交替访问两个数组的操作让JVM难以做针对性优化。

• 计时结果的参考性
  另外要注意，LeetCode的单次计时可能受服务器负载、JVM预热等因素影响存在误差，但如果多次测试都呈现foreach更快的结果，上面的缓存和编译优化就是核心原因。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kanoonsantikul