• 在Java中如何高效的判断数组中是否包含某个元素

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    如何检查一个数组(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。在投票比较高的几个答案中给出了几种不同的方法，但是他们的时间复杂度也是各不相同的。本文将分析几种常见用法及其时间成本。

    检查数组是否包含某个值的方法

    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);
    }

    使用循环判断

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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：

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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;
    }

    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5、1k、10k。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。

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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);
    }

    运行结果：

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

    使用一个长度为1k的数组

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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());
    }

    结果：

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

    使用一个长度为10k的数组

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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());
    }

    结果：

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    useList:  1590
    useSet:  23819
    useLoop:  1526
    useArrayBinary:  12

    总结

    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)。

    （英文原文结束，以下是译者注）

    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。

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    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）。

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    useList:  323
    useSet:  3028
    useLoop:  141
    useArrayBinary:  12
    useArrayUtils:  181
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    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：

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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。

        <!-- BEGIN #author-bio -->

    </div>
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/jpfss/p/10756976.html
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