Java中高效的判断数组中某个元素是否存在详解

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。

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。

总结

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家学习或者使用java能有一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。