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高效篩選兩個List中的不同的元素

問題記錄:

開發過程中,需要把兩個List中不同的元素篩選出來,這兩個List的資料量都很大,如果按照一般的方法,分別去遍歷兩個List,然後分別對每一個元素做比較,時間消耗將會達到m*n,處理效率顯然不盡人意。

解決思路:

使用一個Map來對2個List中的元素進行計數:

即把List的元素作為Map的Key,Entry的Value為Integer型別,用於記錄元素在兩個集合中出現的次數。

解決方案:

先遍歷一個List中的所有元素,put進Map,初始出現次數為1;

再遍歷第二個List中的所有元素,與map已有的元素進行比較:

如果Map中不存在這個元素,就把這個元素插入結果集,

如果Map中存在這個元素,則把這個元素的出現次數置為2。

程式碼示例:

示例實體類Product:

public class Product {

	private Integer id;
	
	private String name;

	public Product(Integer id, String name) {
		this.id = id;
		this.name = name;
	}

	public Integer getId() {
		return id;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "Product [id=" + id + ", name=" + name + "]";
	}
	
	public boolean equals(Object o){
		if (o == null) {
			return false;
		}
		if (this == o) {
			return true;
		}
		if (o instanceof Product) {
			Product p = (Product) o;
			if (p.getId() == this.getId() && p.getName().equals(this.getName())) {
				return true;
			}else {
				return false;
			}
		}
		return false;
	}
	
	public int hashCode(){
		int result = 17;
		result = result*37 + id;
		result = result*37 + name.hashCode();
		return result;
	}
}
示例解決方法:
public static Collection<Product> getDiffrent(Collection<Product> col1, Collection<Product> col2){
		//建立返回結果
		Collection<Product> diffrentResult = new ArrayList<>();
		//比較出兩個集合的大小,在新增進map的時候先遍歷較大集合,這樣子可以減少沒必要的判斷
		Collection<Product> bigCol = null;
		Collection<Product> smallCol = null;
		if (col1.size() > col2.size()) {
			bigCol = col1;
			smallCol = col2;
		}else {
			bigCol = col2;
			smallCol = col1;
		}
		//建立 Map<物件,出現次數> (直接指定大小減少空間浪費)
		Map<Object, Integer> map = new HashMap<>(bigCol.size());
		//遍歷大集合把元素put進map,初始出現次數為1
		for(Product p : bigCol) {
			map.put(p, 1);
		}
		//遍歷小集合,如果map中不存在小集合中的元素,就新增到返回結果,如果存在,把出現次數置為2
		for(Product p : smallCol) {
			if (map.get(p) == null) {
				diffrentResult.add(p);
			}else {
				map.put(p, 2);
			}
		}
		//把出現次數為1的 Key:Value 撈出,並把Key新增到返回結果
		for(Map.Entry<Object, Integer> entry : map.entrySet()) {
			if (entry.getValue() == 1) {
				diffrentResult.add((Product) entry.getKey());
			}
		}
		
		return diffrentResult;
	}
測試程式碼:
public static void main(String[] args) {
		List<Product> list1 = new ArrayList<>();
		List<Product> list2 = new ArrayList<>();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			list1.add(new Product(i, "Product"+String.valueOf(i)));
		}
		for (int i = 0; i < 10; i = i + 2) {
			list2.add(new Product(i, "Product"+String.valueOf(i)));
		}
		Collection<Product> result = getDiffrent(list1, list2);
		for(Product p : result) {
			System.out.println(p.toString());
		}
	}
測試結果:
Product [id=7, name=Product7]
Product [id=1, name=Product1]
Product [id=9, name=Product9]
Product [id=3, name=Product3]
Product [id=5, name=Product5]


解決過程中遇到的問題:

由於是把自定義類作為Map的Key,勢必會存在一個問題:

Map在get的時候,是沒有辦法直接get到這個Key對應的鍵值對的。

解決辦法:

由HashMap的get方法的原始碼:

    public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        Entry<K,V> entry = getEntry(key);

        return null == entry ? null : entry.getValue();
    }

再來看看getEntry方法的原始碼:
  final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        if (size == 0) {
            return null;
        }

        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return e;
        }
        return null;
    }

由原始碼可以看出,HashMap在根據Key查詢的時候,是根據hashCode的值和equals方法來查詢這個Key所對應的鍵值對的,顯然我們需要重寫自定義類的equals()方法和hashCode()方法。

由於這裡只需要判斷物件的邏輯相等,重寫的equals()方法只需要判斷各個屬性值是否相等即可

	public boolean equals(Object o){
		if (o == null) {
			return false;
		}
		if (this == o) {
			return true;
		}
		if (o instanceof Product) {
			Product p = (Product) o;
			if (p.getId() == this.getId() && p.getName().equals(this.getName())) {
				return true;
			}else {
				return false;
			}
		}
		return false;
	}

重寫hashCode()方法

學習了《Effective Java》中提出的一種簡單通用的hashCode演算法

1. 初始化一個整形變數,為此變數賦予一個非零的常數值,比如int result = 17;

2. 選取equals方法中用於比較的所有域,然後針對每個域的屬性進行計算:

  (1) 如果是boolean值,則計算f ? 1:0

  (2) 如果是byte\char\short\int,則計算(int)f

  (3) 如果是long值,則計算(int)(f ^ (f >>> 32))

  (4) 如果是float值,則計算Float.floatToIntBits(f)

  (5) 如果是double值,則計算Double.doubleToLongBits(f),然後返回的結果是long,再用規則(3)去處理

long得到int

  (6) 如果是物件應用,如果equals方法中採取遞迴呼叫的比較方式,那麼hashCode中同樣採取遞迴呼叫

hashCode的方式。否則需要為這個域計算一個正規化,比如當這個域的值為null的時候,那麼hashCode值為0。

  (7) 如果是陣列,那麼需要為每個元素當做單獨的域來處理。如果你使用的是1.5及以上版本的JDK,那麼沒

必要自己去重新遍歷一遍陣列,java.util.Arrays.hashCode方法包含了8種基本型別陣列和引用陣列的

hashCode計算,演算法同上。

public int hashCode(){
int result = 17;
if (id != null) {
result = result*37 + id;
}
if (name != null) {
result = result*37 + name.hashCode();
}
return result;
}
至此問題完美解決,總的來說這是一個以空間換時間的解決方案。