在Java中如何高效的判断数组中是否包含某个元素

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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不同的方法，但是他们的时间复杂度也是各不相同的。本文将分析几种常见用法及其时间成本。

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
    
    

总结

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)。

（英文原文结束，以下是译者注）

---

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。

转载自 在Java中如何高效的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不同的方法，但是他们的时间复杂度也是各不相同的。本文将分析几种常见用法及其时间成本。

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
  
  

总结

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)。

（英文原文结束，以下是译者注）

---

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。