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服務器之家 - 編程語言 - Java教程 - Java中高效判斷數組中是否包含某個元素的幾種方法

Java中高效判斷數組中是否包含某個元素的幾種方法

2022-01-07 13:10hollis Java教程

這是一個在Java中經常用到的并且非常有用的操作，這個問題在Stack Overflow中也是一個非常熱門的問題，本文將分析幾種常見用法及其時間成本

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

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public static boolean useList(String[] arr, String targetValue) {
    return Arrays.asList(arr).contains(targetValue);
}

使用Set

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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

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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：

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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。

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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：

useList: 13
useSet: 72
useLoop: 5
useArraysBinarySearch: 9

使用一個長度為1k的數組

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String[] arr = new String[1000];
 
Random s = new Random();
for(int i=0; i< 1000; i++){
    arr[i] = String.valueOf(s.nextInt());
}

結果：

useList: 112
useSet: 2055
useLoop: 99
useArrayBinary: 12

使用一個長度為10k的數組

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String[] arr = new String[10000];
 
Random s = new Random();
for(int i=0; i< 10000; i++){
    arr[i] = String.valueOf(s.nextInt());
}

結果：

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）

補充

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。

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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）。

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：

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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。

完整測試代碼

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。

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package zaLearnpackage;
import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
//檢查數組是否包含某個值的方法
public class TestArray {
    //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);
}
//使用循環判斷
public static boolean useLoop(String[] arr,String targetValue){
    for(String s:arr){
        if(s.equals(targetValue))
            return true;
        } 
        return false;
    }
//查找有序數組中是否包含某個值的用法
public static boolean useArraysBinarySearch(String[] arr,String targetValue){
    int a=Arrays.binarySearch(arr, targetValue);
    if(a>0)
        return true;
    else
        return false;
}
//使用ArrayUtils
public static boolean useArrayUtils(String[] arr,String targetValue){
    return ArrayUtils.contains(arr,targetValue);
}
public static void main(String[] args) {
    String[] arr=new String[]{"CD","BC","EF","DE","AB","JK"};
    //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
        long startTime2=System.nanoTime();
        for(int i=0;i<100000;i++){
            useSet(arr, "A");
        }
        long endTime2=System.nanoTime();
        long duration2=endTime2-startTime2;
        System.out.println("useSet:"+duration/1000000);
        //use loop
        long startTime3=System.nanoTime();
        for(int i=0;i<100000;i++){
            useLoop(arr, "A");
        }
        long endTime3=System.nanoTime();
        long duration3=endTime3-startTime3;
        System.out.println("useLoop:"+duration/1000000);
        //use Arrays.binarySearch()
        long startTime4=System.nanoTime();
        for(int i=0;i<100000;i++){
            useArraysBinarySearch(arr, "A");
        }
        long endTime4=System.nanoTime();
        long duration4=endTime4-startTime4;
        System.out.println("useArraysBinarySearch:"+duration/1000000);
}
}
/*
 * 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。
 */

長字符串數據

遇到一些有規律的長字符串數據的解決辦法（找到是否存在要查找的元素，非遍歷）

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String inputStrs = "北京,天津,上海,四川,湖南,廣州,深圳,海南";
String[] strList = inputStrs.split(",");
 
String target = "上海";//1
String result = Arrays.asList(strList).contains(target) ? "查到咯！" : "沒這個城市啊...";
//2Set<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList(strList));
System.out.println(set.contains(target)); // true
System.out.println(result); // result="查到咯！"-----------

到此這篇關于Java中高效判斷數組中是否包含某個元素的幾種方法的文章就介紹到這了,更多相關Java包含某個元素判斷內容請搜索服務器之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持服務器之家！

原文鏈接：http://www.hollischuang.com/archives/1269

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