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，时间复杂度差别也很大。

1、不同的实现方式

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

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

使用Arrays.binarySearch

　　此法为二分搜索法，故查询前需要用sort()方法将数组排序，如果数组没有排序，则结果是不确定的，另外

　　如果数组中含有多个指定值的元素，则无法保证找到的是哪一个。

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

2、时间复杂度

使用如下代码来粗略比较不同实现间的时间复杂度。虽然不是很精确，但是思路确实正确的。我们将看看数组在有5、1k、10k个元素的情况下的不同表现。

5个

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);
}

结果

useList:  12
useSet:  65
useLoop:  2
useArrayBinary:  7

1k个元素

int length = 1000;
String[] arr = new String[length];

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

结果

useList:  115
useSet:  2010
useLoop:  97
useArrayBinary:  9

10k个元素

int length = 10000;
String[] arr = new String[length];

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

结果

useList:  1678
useSet:  25609
useLoop:  1802
useArrayBinary:  10

从上面的结果可以清晰看到，使用简单循环的相比使用其他集合操作更高效。很多很多开发人员使用第一种方法，但是它并不是最高效的。将数组转化成其他的任何集合类型都需要先将所有元素读取到集合类中，才能对这个集合类型做其他的事情。

当使用

Arrays.binarySearch()

方法时，数组必须是排好序的。如果数组不是排好序的，则不能使用这个方法。

事实上，如果你真的需要高效地检查一个数组或者集合中是否包含一个值，一个排好序的数组或者树可以达到

O(log(n))

的时间复杂度，

HashSet

甚至能达到

O(1)

的时间复杂度

转自http://www.diguage.com/archives/112.html