高效地判斷數組中是否包含某特定值

如何檢查一個未排序的數組中是否包含某個特定值，這是一個在Java中非常實用並且頻繁使用的操作。另外，這也是Stack Overflow上面非常受關注的問題。在得票數最多的答案中，可以看到，檢查數組中是否包含特定值可以用多種不同的方式實現，但是時間複雜度差別很大。下面，我將爲大家展示各種方法及其需要花費的時間。

1.檢查數組中是否包含特定值的四種不同方法

1）使用List：

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

2）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); }

3）使用一個簡單循環：

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

4）使用Arrays.binarySearch()：

注：下面的代碼是錯誤的，這樣寫出來僅僅爲了理解方便。binarySearch()只能用於已排好序的數組中。所以，你會發現下面結果很奇怪。

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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; }

2.時間複雜度

通過下面的這段代碼可以近似比較幾個方法的時間複雜度。雖然分別搜索一個大小爲5、1K、10K的數組是不夠精確的，但是思路是清晰的。

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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); }

結果：

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

對於長度爲1K的數組：

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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()); }

結果：

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

對於長度爲10K的數組：

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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()); }

結果：

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

很明顯，使用簡單循環的方法比使用其他任何集合效率更高。許多開發者會使用第一種方法，但是它並不是高效的。將數組壓入Collection類型中，需要首先將數組元素遍歷一遍，然後再使用集合類做其他操作。

如果使用Arrays.binarySearch()方法，數組必須是已排序的。由於上面的數組並沒有進行排序，所以該方法不可使用。

實際上，如果你需要藉助數組或者集合類高效地檢查數組中是否包含特定值，一個已排序的列表或樹可以做到時間複雜度爲O(log(n))，hashset可以達到O(1)。