在Java中如何高效的判断数组中是否包含某个元素
如何檢查一個數組(無序)是否包含一個特定的值?這是一個在Java中經常用到的并且非常有用的操作。同時,這個問題在Stack Overflow中也是一個非常熱門的問題。在投票比較高的幾個答案中給出了幾種不同的方法,但是他們的時間復雜度也是各不相同的。本文將分析幾種常見用法及其時間成本。
檢查數組是否包含某個值的方法
使用List
| 1 2 3 | public static boolean useList(String[] arr, String targetValue) { ????return Arrays.asList(arr).contains(targetValue); } |
使用Set
| 1 2 3 4 | public static boolean useSet(String[] arr, String targetValue) { ????Set<String> set = new HashSet<String>(Arrays.asList(arr)); ????return set.contains(targetValue); } |
使用循環判斷
| 1 2 3 4 5 6 7 | 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()方法只能用于有序數組!!!如果數組無序的話得到的結果就會很奇怪。
查找有序數組中是否包含某個值的用法如下:
| 1 2 3 4 5 6 7 | public static boolean useArraysBinarySearch(String[] arr, String targetValue) { ????int a =? Arrays.binarySearch(arr, targetValue); ????if(a > 0) ????????return true; ????else ????????return false; } |
時間復雜度
下面的代碼可以大概的得出各種方法的時間成本。基本思想就是從數組中查找某個值,數組的大小分別是5、1k、10k。這種方法得到的結果可能并不精確,但是是最簡單清晰的方式。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 | 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); } |
運行結果:
| 1 2 3 4 | useList:? 13 useSet:? 72 useLoop:? 5 useArraysBinarySearch:? 9 |
使用一個長度為1k的數組
| 1 2 3 4 5 6 | String[] arr = new String[1000]; Random s = new Random(); for(int i=0; i< 1000; i++){ ????arr[i] = String.valueOf(s.nextInt()); } |
結果:
| 1 2 3 4 | useList:? 112 useSet:? 2055 useLoop:? 99 useArrayBinary:? 12 |
使用一個長度為10k的數組
| 1 2 3 4 5 6 | String[] arr = new String[10000]; Random s = new Random(); for(int i=0; i< 10000; i++){ ????arr[i] = String.valueOf(s.nextInt()); } |
結果:
| 1 2 3 4 | useList:? 1590 useSet:? 23819 useLoop:? 1526 useArrayBinary:? 12 |
總結
顯然,使用一個簡單的循環方法比使用任何集合都更加高效。許多開發人員為了方便,都使用第一種方法,但是他的效率也相對較低。因為將數組壓入Collection類型中,首先要將數組元素遍歷一遍,然后再使用集合類做其他操作。
如果使用Arrays.binarySearch()方法,數組必須是已排序的。由于上面的數組并沒有進行排序,所以該方法不可使用。
實際上,如果你需要借助數組或者集合類高效地檢查數組中是否包含特定值,一個已排序的列表或樹可以做到時間復雜度為O(log(n)),hashset可以達到O(1)。
(英文原文結束,以下是譯者注)
使用ArrayUtils
除了以上幾種以外,Apache Commons類庫中還提供了一個ArrayUtils類,可以使用其contains方法判斷數組和值的關系。
| 1 2 3 4 | import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils; public static boolean useArrayUtils(String[] arr, String targetValue) { ????return ArrayUtils.contains(arr,targetValue); } |
同樣使用以上幾種長度的數組進行測試,得出的結果是該方法的效率介于使用集合和使用循環判斷之間(有的時候結果甚至比使用循環要理想)。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | useList:? 323 useSet:? 3028 useLoop:? 141 useArrayBinary:? 12 useArrayUtils:? 181 ------- useList:? 3703 useSet:? 35183 useLoop:? 3218 useArrayBinary:? 14 useArrayUtils:? 3125 |
其實,如果查看ArrayUtils.contains的源碼可以發現,他判斷一個元素是否包含在數組中其實也是使用循環判斷的方式。
部分代碼如下:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | 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,相比較之下,我更傾向于使用ArrayUtils工具類來進行一些合數祖相關的操作。畢竟他可以讓我少寫很多代碼(因為自己寫代碼難免有Bug,畢竟apache提供的開源工具類庫都是經過無數開發者考驗過的),而且,效率上也并不低太多。
from:?http://www.importnew.com/18700.html
《新程序員》:云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作,文字、視頻、音頻交互閱讀總結
以上是生活随笔為你收集整理的在Java中如何高效的判断数组中是否包含某个元素的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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