在逛 programcreek 的时候,我发现了一些专注细节但价值连城的主题。比如说:如何检查Java数组中是否包含某个值 ?像这类灵魂拷问的主题,非常值得深入地研究一下。

另外,我想要告诉大家的是,作为程序员,我们千万不要轻视这些基础的知识点。因为基础的知识点是各种上层技术共同的基础,只有彻底地掌握了这些基础知识点,才能更好地理解程序的运行原理,做出更优化的产品。

曾在某个技术论坛上分享过一篇非常基础的文章,结果遭到了无数的嘲讽:“这么水的文章不值得分享。”我点开他的头像进入他的主页,发现他从来没有分享过一篇文章,不过倒是在别人的博客下面留下过不少的足迹,大多数都是冷嘲热讽。我就纳闷了,技术人不都应该像我这样低调谦逊吗?怎么戾气这么重!

好了,让我们来步入正题。如何检查数组(未排序)中是否包含某个值 ?这是一个非常有用并且经常使用的操作。我想大家的脑海中应该已经浮现出来了几种解决方案,这些方案的时间复杂度可能大不相同。

我先来提供四种不同的方法,大家看看是否高效。

1)使用 List

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

Arrays 类中有一个内部类 ArrayList(可以通过 Arrays.asList(arr) 创建该实例),其 contains() 方法的源码如下所示。

public boolean contains(Object o) {
    return indexOf(o) != -1;
}
public int indexOf(Object o) {
    E[] a = this.a;
    if (o == null) {
        for (int i = 0; i < a.length; i++)
            if (a[i] == null)
                return i;
    } else {
        for (int i = 0; i < a.length; i++)
            if (o.equals(a[i]))
                return i;
    }
    return -1;
}

从上面的源码可以看得出,contains() 方法调用了 indexOf() 方法,如果返回 -1 则表示 ArrayList 中不包含指定的元素,否则就包含。其中 indexOf() 方法用来获取元素在 ArrayList 中的下标,如果元素为 null,则使用“==”操作符进行判断,否则使用 equals() 方法进行判断。

PS:关于“==”操作符和 equals() 方法,可以参照我另外一篇文章《如何比较 Java 的字符串?

2)使用 Set

public static boolean useSet(String[] arr, String targetValue) {
    Set<String> set = new HashSet<String>(Arrays.asList(arr));
    return set.contains(targetValue);
}

HashSet 其实是通过 HashMap 实现的,当使用 new HashSet<String>(Arrays.asList(arr)) 创建并初始化了 HashSet 对象后,其实是在 HashMap 的键中放入了数组的值,只不过 HashMap 的值为默认的一个摆设对象。大家感兴趣的话,可以查看一下 HashSet 的源码。

我们来着重看一下 HashSet 的 contains() 方法的源码。

public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}

public boolean containsKey(Object key) {
    return getNode(hash(key), key) != null;
}

从上面的源码可以看得出,contains() 方法调用了 HashMap 的 containsKey() 方法,如果指定的元素在 HashMap 的键中,则返回 true;否则返回 false。

3)使用一个简单的循环

public static boolean useLoop(String[] arr, String targetValue) {
    for (String s : arr) {
        if (s.equals(targetValue))
            return true;
    }
    return false;
}

for-each 循环中使用了 equals() 方法进行判断——这段代码让我想起了几个词,分别是简约、高效、清晰。

4)使用 Arrays.binarySearch()

public static boolean useArraysBinarySearch(String[] arr, String targetValue) {
    int a = Arrays.binarySearch(arr, targetValue);
    if (a > 0)
        return true;
    else
        return false;
}

不过,binarySearch() 只适合查找已经排序过的数组。

由于我们不确定数组是否已经排序过,所以我们先来比较一下前三种方法的时间复杂度。由于调用 1 次的时间太短,没有统计意义,我们就模拟调用 100000 次,具体的测试代码如下所示。

String[] arr = new String[]{"沉", "默", "王", "二", "真牛逼"};
// 使用 List
long startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    useList(arr, "真牛逼");
}
long endTime = System.nanoTime();
long duration = endTime - startTime;
System.out.println("useList:  " + duration / 1000000);

// 使用 Set
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    useSet(arr, "真牛逼");
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("useSet:  " + duration / 1000000);

// 使用一个简单的循环
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    useLoop(arr, "真牛逼");
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("useLoop:  " + duration / 1000000);

PS:nanoTime() 获取的是纳秒级,这样计算的时间就更精确,最后除以 1000000 就是毫秒。换算单位是这样的:1秒=1000毫秒,1毫秒=1000微秒,1微秒=1000纳秒。

统计结果如下所示:

useList:  6
useSet:  40
useLoop:  2

假如把数组的长度增加到 1000,我们再来看一下统计结果。

String[] arr = new String[1000];

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

这时数组中是没有我们要找的元素的。为了做比较,我们顺便把二分查找也添加到统计项目中。

// 使用二分查找
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    useArraysBinarySearch(arr, "真牛逼");
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("useArraysBinarySearch:  " + duration / 1000000);

统计结果如下所示:

useList:  91
useSet:  1460
useLoop:  70
useArraysBinarySearch:  4

我们再把数组的长度调整到 10000。

String[] arr = new String[10000];

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

统计结果如下所示:

useList:  1137
useSet:  15711
useLoop:  1115
useArraysBinarySearch:  5

从上述的统计结果中可以很明显地得出这样一个结论:使用简单的 for 循环,效率要比使用 List 和 Set 高。这是因为把元素从数组中读出来再添加到集合中,就要花费一定的时间,而简单的 for 循环则省去了这部分时间。

在得出这个结论之前,说实话,我最喜欢的方式其实是第一种“使用 List”,因为只需要一行代码 Arrays.asList(arr).contains(targetValue) 就可以搞定。

虽然二分查找(Arrays.binarySearch())花费的时间明显要少得多,但这个结论是不可信的。因为二分查找明确要求数组是排序过的,否则查找出的结果是没有意义的。可以看一下官方的 Javadoc。

Searches the specified array for the specified object using the binary search algorithm. The array must be sorted into ascending order according to the natural ordering of its elements (as by the sort(Object []) method) prior to making this call. If it is not sorted, the results are undefined.

实际上,如果要在一个数组或者集合中有效地确定某个值是否存在,一个排序过的 List 的算法复杂度为 O(logn),而 HashSet 则为 O(1)

我们再来发散一下思维:怎么理解 O(logn)O(1) 呢?

O(logn) 的算法复杂度,比较典型的例子是二分查找。举个例子,假设现在一堆试卷,已经按照分数从高到底排列好了。现在要查找有没有 79 分的试卷,怎么办呢?可以先从中间找起,因为按照 100 分的卷子来看,79 分大差不差应该就在中间的位置(平均分如果低于 79 说明好学生就比较少了),如果中间这份卷子的分数是 83,那说明 79 分的卷子就在下面的一半,这时候可以把上面那半放在一边了。然后按照相同的方式,每次就从中间开始找,直到找到 79 分的卷子(当然也可能没有 79 分)。

假如有 56 份卷子,找一次,还剩 28 份,再找一次,还剩 14 份,再找一次,还剩 7 份,再找一次,还剩 2 或者 3 份。如果是 2 份,再找一次,就只剩下 1 份了;如果是 3 份,就还需要再找 2 次。

我们知道,log2(32) = 5,log2(64) = 6,而 56 就介于 32 和 64 之间。也就是说,二分查找大约需要 log2(n) 次才能“找到”或者“没找到”。而在算法复杂度里,经常忽略常数,所以不管是以 2 为底数,还是 3 为底数,统一写成 log(n) 的形式。

再来说说 O(1),比较典型的例子就是哈希表(HashSet 是由 HashMap 实现的)。哈希表是通过哈希函数来映射的,所以拿到一个关键字,通过哈希函数转换一下,就可以直接从表中取出对应的值——一次直达。


好了各位读者朋友们,以上就是本文的全部内容了。能看到这里的都是人才,二哥必须要为你点个赞

灵魂拷问:如何检查Java数组中是否包含某个值 ?的更多相关文章

  1. Java 高效检查一个数组中是否包含某个值

    如何检查一个数组(未排序)中是否包含某个特定的值?在Java中,这是一个非常有用并又很常用的操作.同时,在StackOverflow中,有时一个得票非常高的问题.在得票比较高的几个回答中,时间复杂度差 ...

  2. js判断数组中是否包含某个值

    /** * 判断数组中是否包含某个值 * @param arr 数组 * @param str 值 * @returns {boolean} */ function contains(arr, str ...

  3. node js 判断数组中是否包含某个值

    判断数组中是否包含某个值这里有四种方法.用的测试数据: let arr=["a","b","c"]; let arr2={"a&q ...

  4. Js 判断数组中是否包含某个值

    includes() 方法用来判断一个数组是否包含一个指定的值,如果是返回 true,否则false. JavaScript Array includes() 方法

  5. 161101、在Java中如何高效判断数组中是否包含某个元素

    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 ...

  6. Java学习--数组--判断数组中是否包含某个元素的方法

    package zaLearnpackage; import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils; import java.util.Arrays; import ...

  7. 在Java中如何高效的判断数组中是否包含某个元素

    原文出处: hollischuang(@Hollis_Chuang) 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 Ove ...

  8. java中如何高效的判断数组中是否包含某个元素---

    package zaLearnpackage; import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils; import java.util.Arrays; import ...

  9. PHP使用in_array函数检查数组中是否存在某个值

    PHP使用 in_array() 函数检查数组中是否存在某个值,如果存在则返回 TRUE ,否则返回 FALSE. bool in_array( mixed needle, array array [ ...

随机推荐

  1. android控件 ToggleButton的应用

    ToggleButton是android给我们提供的开关按钮, 有两种状态:选中和未选择状态. 以下是代码实例: main.xml [html] view plain copy <?xml ve ...

  2. MagicNotes:自我管理中的破窗效应

    MagicNotes,思绪随风飞扬,偶尔在这里停留. 在<程序员修炼之道——从小工到专家>这本书里,有这么一段描述: 在市区,有些建筑漂亮而整洁,而另一些却是破败不堪的“废弃船只”.为什么 ...

  3. linux 定时器编程实例(完善中).....

    最近在写linux 下的定时器编程实验,测试发现 usleep函数在 x86 架构下的定时还是比较准确的,在arm9下 就不太准了. 今天用linux 下的setitimer()函数进行了定时 器的测 ...

  4. ActionScript 3.0 编程精髓 示例源码下载

    根据书籍介绍(http://product.china-pub.com/38852#qy)的指引,找到了下载地址:http://moock.org/eas3/examples/

  5. 很好用的Tab标签切换功能,延迟Tab切换。

    一个网页,Tab标签的切换是常见的功能,但我发现很少有前端工程师在做该功能的时候,会为用户多想想,如果你觉得鼠标hover到标签上,然后切换到相应的内容,就那么简单的话,你将是一个不合格的前端工程师啊 ...

  6. 我对Laravel ThinkPHP Yii symfony2 CI cakephp 的看法

    这是我的真心体会,在尝试使用Laravel.ThinkPHP.Yii.symfony2.CI.cakephp.Yii2 之后的真实想法(default7#zbphp.com). 1)ThinkPHP ...

  7. 用Teleport Ultra下载网站全部页面 爬虫

    测试case,就是把Commons-FileUpload 的API下载来   上网查的时候我才发现这是一个由很多页面组成的网站,下载起来很麻烦.   怎么办呢?呵呵,一定是有办法的.Teleport ...

  8. USACO Section 1.4 Arithmetic Progressions 解题报告

    题目 题目描述 现在给你一个数集,里面的数字都是由p^2+q^2这种形式构成的0 <= p,q <= M,我现在需要你在其中找出一个长为N的等差数列,数列中的第一个数字为a,公差为b,当你 ...

  9. 在sql中case子句的两种形式

    case子句,在select后面可以进行逻辑判断. 两种形式:判断相等.判断不等 一.判断相等的语法: case 列名 when ...  then ... when ...  then ... el ...

  10. ionic_ Network connectivity error occurred, are you offline?

    错误如下: HenHouse admin$ ionic cordova build ios --prod > ionic integrations enable cordova ✖ Downlo ...