Java 中高效的判断数组中某个元素是否存在详解
这里有新鲜出炉的 Java 设计模式, 程序狗速度看过来!
Java 程序设计语言
java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言, 是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 程序设计语言和 Java 平台 (即 JavaEE(j2ee), JavaME(j2me), JavaSE(j2se)) 的总称
相信大家在操作 Java 的时候, 经常会要检查一个数组 (无序) 是否包含一个特定的值? 这是一个在 Java 中经常用到的并且非常有用的操作同时, 这个问题在 Stack Overflow 中也是一个非常热门的问题本文将分析几种常见用法及其时间成本, 有需要的朋友们可以参考借鉴
一检查数组是否包含某个值的方法
使用 List
- public static boolean useList(String[] arr, String targetValue) {
- return Arrays.asList(arr).contains(targetValue);
- }
使用 Set
- public static boolean useSet(String[] arr, String targetValue) {
- Set < String > set = new HashSet < String > (Arrays.asList(arr));
- return set.contains(targetValue);
- }
使用循环判断
- public static boolean useLoop(String[] arr, String targetValue) {
- for(String s: arr){
- if(s.equals(targetValue))
- return true;
- }
- return false;
- }
使用 Arrays.binarySearch()
Arrays.binarySearch()
方法只能用于有序数组!!! 如果数组无序的话得到的结果就会很奇怪
查找有序数组中是否包含某个值的用法如下:
- public static boolean useArraysBinarySearch(String[] arr, String targetValue) {
- int a = Arrays.binarySearch(arr, targetValue);
- if(a > 0)
- return true;
- else
- return false;
- }
时间复杂度
下面的代码可以大概的得出各种方法的时间成本基本思想就是从数组中查找某个值, 数组的大小分别是 51k10k 这种方法得到的结果可能并不精确, 但是是最简单清晰的方式
- public static void main(String[] args) {
- String[] arr = new String[] { "CD", "BC", "EF", "DE", "AB"};
- //use list
- long startTime = System.nanoTime();
- for (int i = 0; i < 100000; i++) {
- useList(arr, "A");
- }
- long endTime = System.nanoTime();
- long duration = endTime - startTime;
- System.out.println("useList:" + duration / 1000000);
- //use set
- startTime = System.nanoTime();
- for (int i = 0; i < 100000; i++) {
- useSet(arr, "A");
- }
- endTime = System.nanoTime();
- duration = endTime - startTime;
- System.out.println("useSet:" + duration / 1000000);
- //use loop
- startTime = System.nanoTime();
- for (int i = 0; i < 100000; i++) {
- useLoop(arr, "A");
- }
- endTime = System.nanoTime();
- duration = endTime - startTime;
- System.out.println("useLoop:" + duration / 1000000);
- //use Arrays.binarySearch()
- startTime = System.nanoTime();
- for (int i = 0; i < 100000; i++) {
- useArraysBinarySearch(arr, "A");
- }
- endTime = System.nanoTime();
- duration = endTime - startTime;
- System.out.println("useArrayBinary:" + duration / 1000000);
- }
运行结果:
- useList: 13
- useSet: 72
- useLoop: 5
- useArraysBinarySearch: 9
使用一个长度为 1k 的数组
- String[] arr = new String[1000];
- Random s = new Random();
- for (int i = 0; i < 1000; i++) {
- arr[i] = String.valueOf(s.nextInt());
- }
结果:
- useList: 112
- useSet: 2055
- useLoop: 99
- useArrayBinary: 12
使用一个长度为 10k 的数组
- String[] arr = new String[10000];
- Random s = new Random();
- for (int i = 0; i < 10000; i++) {
- arr[i] = String.valueOf(s.nextInt());
- }
结果:
- useList: 1590
- useSet: 23819
- useLoop: 1526
- useArrayBinary: 12
小结
显然, 使用一个简单的循环方法比使用任何集合都更加高效许多开发人员为了方便, 都使用第一种方法, 但是他的效率也相对较低因为将数组压入 Collection 类型中, 首先要将数组元素遍历一遍, 然后再使用集合类做其他操作
如果使用
Arrays.binarySearch()
方法, 数组必须是已排序的由于上面的数组并没有进行排序, 所以该方法不可使用
实际上, 如果你需要借助数组或者集合类高效地检查数组中是否包含特定值, 一个已排序的列表或树可以做到时间复杂度为 O(log(n)),hashset 可以达到 O(1)
使用 ArrayUtils
除了以上几种以外, Apache Commons 类库中还提供了一个 ArrayUtils 类, 可以使用其 contains 方法判断数组和值的关系
- import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils;
- public static boolean useArrayUtils(String[] arr, String targetValue) {
- return ArrayUtils.contains(arr, targetValue);
- }
同样使用以上几种长度的数组进行测试, 得出的结果是该方法的效率介于使用集合和使用循环判断之间(有的时候结果甚至比使用循环要理想)
- useList: 323
- useSet: 3028
- useLoop: 141
- useArrayBinary: 12
- useArrayUtils: 181
- -------
- useList: 3703
- useSet: 35183
- useLoop: 3218
- useArrayBinary: 14
- useArrayUtils: 3125
其实, 如果查看 ArrayUtils.contains 的源码可以发现, 他判断一个元素是否包含在数组中其实也是使用循环判断的方式
部分代码如下:
- if (array == null) {
- return - 1;
- } else {
- if (startIndex < 0) {
- startIndex = 0;
- }
- int i;
- if (objectToFind == null) {
- for (i = startIndex; i < array.length; ++i) {
- if (array[i] == null) {
- return i;
- }
- }
- } else if (array.getClass().getComponentType().isInstance(objectToFind)) {
- for (i = startIndex; i < array.length; ++i) {
- if (objectToFind.equals(array[i])) {
- return i;
- }
- }
- }
- return - 1;
- }
所以, 相比较之下, 我更倾向于使用 ArrayUtils 工具类来进行一些合数祖相关的操作毕竟他可以让我少写很多代码(因为自己写代码难免有 Bug, 毕竟 apache 提供的开源工具类库都是经过无数开发者考验过的), 而且, 效率上也并不低太多
来源: http://www.phperz.com/article/18/0209/359413.html