如何高效的查询数组中是否包含某个值

一、有四种方式查询数组中是否包含某个值

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、使用简单的循环

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()，但这个方法只接受已经排好序的数组

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

二、计算以上四种方式的时间复杂度

1、测试数组的元素个数分别为：5 , 1000, 10000

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);
}

Result：

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

Use  a  larger  array(1K)：

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

Result：

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

Use  a  larger  array(1K)：

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

Result：

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

三、总结

从以上结果可以清晰的看出，使用简单的循环比使用集合更高效，很多开发者更多的使用第一种方式，但是第一种方式并不是最高效的，因为使用集合的时候，需要从数组无序的读取元素，再存储到结合中，这个过程非常耗时；

实际上，一个排序好的List或者Tree时间复杂度仅为：O(log(n))，而HashSet的效率更高：O(1)