如何有效地檢查數(shù)組是否包含 Java 中的值？

如何檢查數(shù)組（未排序）是否包含某個(gè)值？這是 Java 中非常有用且經(jīng)常使用的操作。這也是 Stack Overflow 上投票最多的問題。如投票最多的答案所示，這可以通過幾種不同的方式完成，但時(shí)間復(fù)雜度可能大不相同。下面我將展示每種方法的時(shí)間成本。

1. 檢查數(shù)組是否包含值的四種不同方法

1) 使用?List?：

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

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);
}

3）使用一個(gè)簡(jiǎn)單的循環(huán)：

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

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;
}

2. 時(shí)間復(fù)雜度

可以使用以下代碼來(lái)測(cè)量大致的時(shí)間成本。基本思想是搜索大小為 5、1k、10k 的數(shù)組。該方法可能不精確，但其思想清晰而簡(jiǎn)單。

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);

結(jié)果：

useList:  13
useSet:  72
useLoop:  5

使用更大的數(shù)組 (1k)：

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

結(jié)果：

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

使用更大的數(shù)組（10k）：

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

結(jié)果：

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

顯然，使用簡(jiǎn)單的循環(huán)方法比使用任何集合更有效。很多開發(fā)人員使用第一種方法，但效率低下。將數(shù)組推送到另一個(gè)集合需要在對(duì)集合類型執(zhí)行任何操作之前遍歷所有元素以讀取它們。

如果使用 Arrays.binarySearch() 方法，則必須對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序。在這種情況下，數(shù)組未排序，因此不應(yīng)使用它。

實(shí)際上，如果您需要有效地檢查某個(gè)值是否包含在某個(gè)數(shù)組/集合中，排序列表或樹可以在 O(log(n)) 中完成，或者 hashset 可以在 O(1) 中完成。