Java - Collection 高效的找出两个List中的不同元素

时间:2023-03-08 22:35:57
Java - Collection 高效的找出两个List中的不同元素

如题:有List<Stringlist1和List<Stringlist2,两个集合各有上万个元素,怎样取出两个集合中不同的元素?

方法1:遍历两个集合

 public static void main(String[] args) {
List<String> list1 = new ArrayList<String>();
List<String> list2 = new ArrayList<String>(); for(int i = 0; i < 10000; i++){
list1.add("test" + i);
list2.add("test" + i*2);
}
getDifferent(list1, list2);
getDiffrent2(list1, list2);
getDiffrent3(list1, list2);
getDiffrent4(list1, list2);
} private static List<String> getDifferent(List<String> list1, List<String> list2){
long startTime = System.currentTimeMillis();
List<String> diff = new ArrayList<String>();
for(String str : list1){
if(!list2.contains(str)){
diff.add(str);
}
}
System.out.println("Total Time: " + (System.currentTimeMillis() - startTime));
return diff;
}
千万不要采用这种方法,总共要循环的次数是两个List的size相乘的积,从输出看耗时也是比较长的,那么我们有没有其他的方法呢?当然有.

方法2:采用List提供的retainAll()方法:
 public static void main(String[] args) {
List<String> list1 = new ArrayList<String>();
List<String> list2 = new ArrayList<String>(); for (int i = 0; i < 10000; i++) {
list1.add("test" + i);
list2.add("test" + i * 2);
}
getDifferent(list1, list2);
} private static List<String> getDiffrent2(List<String> list1, List<String> list2) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
list1.retainAll(list2);
System.out.println("Total Time: " + (System.currentTimeMillis() - startTime));
return list1;
}

很遗憾,这种方式虽然只要几行代码就搞定,但是这个却更耗时,查看retainAll()的源码:

 public boolean retainAll(Collection<?> c) {
boolean modified = false;
Iterator<E> e = iterator();
while (e.hasNext()) {
if (!c.contains(e.next())) {
e.remove();
modified = true;
}
}
return modified;
}

无需解释这个耗时是必然的,那么我们还有没有更好的办法呢?仔细分析以上两个方法中我都做了mXn次循环,其实完全没有必要循环这么多次,我们的需求是找出两个List中的不同元素,那么我可以这样考虑:用一个map存放lsit的所有元素,其中的key为lsit1的各个元素,value为该元素出现的次数,接着把list2的所有元素也放到map里,如果已经存在则value加1,最后我们只要取出map里value为1的元素即可,这样我们只需循环m+n次,大大减少了循环的次数。

     private static List<String> getDiffrent3(List<String> list1, List<String> list2) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>(list1.size() + list2.size());
List<String> diff = new ArrayList<String>();
for (String string : list1) {
map.put(string, 1);
}
for (String string : list2) {
Integer cc = map.get(string);
if (cc != null) {
map.put(string, ++cc);
continue;
}
map.put(string, 1);
}
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
if (entry.getValue() == 1) {
diff.add(entry.getKey());
}
}
System.out.println("Total Time: " + (System.currentTimeMillis() - startTime));
return list1;
}
显然,这种方法大大减少耗时,是方法1的1/4,是方法2的1/40,这个性能的提升时相当可观的,但是,这不是最佳的解决方法,观察方法3我们只是随机取了一个list作为首次添加的标准,这样一旦我们的list2比list1的size大,则我们第二次put时的if判断也会耗时,做如下改进:
 private static List<String> getDiffrent4(List<String> list1, List<String> list2) {
long st = System.nanoTime();
Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>(list1.size()+list2.size());
List<String> diff = new ArrayList<String>();
List<String> maxList = list1;
List<String> minList = list2;
if(list2.size()>list1.size())
{
maxList = list2;
minList = list1;
}
for (String string : maxList) {
map.put(string, 1);
}
for (String string : minList) {
Integer cc = map.get(string);
if(cc!=null)
{
map.put(string, ++cc);
continue;
}
map.put(string, 1);
}
for(Map.Entry<String, Integer> entry:map.entrySet())
{
if(entry.getValue()==1)
{
diff.add(entry.getKey());
}
}
System.out.println("getDiffrent4 total times "+(System.nanoTime()-st));
return diff; }

这里对连个list的大小进行了判断,小的在最后添加,这样会减少循环里的判断,性能又有了一定的提升,正如一位朋友所说,编程是无止境的,只要你认真去思考了,总会找到更好的方法!
非常感谢binglian的指正,针对List有重复元素的问题,做以下修正,首先明确一点,两个List不管有多少个重复,只要重复的元素在两个List都能找到,则不应该包含在返回值里面,所以在做第二次循环时,这样判断:如果当前元素在map中找不到,则肯定需要添加到返回值中,如果能找到则value++,遍历完之后diff里面已经包含了只在list2里而没在list2里的元素,剩下的工作就是找到list1里有list2里没有的元素,遍历map取value为1的即可:

 private static List<String> getDiffrent5(List<String> list1, List<String> list2) {
long st = System.nanoTime();
List<String> diff = new ArrayList<String>();
List<String> maxList = list1;
List<String> minList = list2;
if(list2.size()>list1.size())
{
maxList = list2;
minList = list1;
}
Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>(maxList.size());
for (String string : maxList) {
map.put(string, 1);
}
for (String string : minList) {
if(map.get(string)!=null)
{
map.put(string, 2);
continue;
}
diff.add(string);
}
for(Map.Entry<String, Integer> entry:map.entrySet())
{
if(entry.getValue()==1)
{
diff.add(entry.getKey());
}
}
System.out.println("getDiffrent5 total times "+(System.nanoTime()-st));
return diff; }