如何使java嵌套循环高效

Question

我目前需要编写一个程序来进行成对比较以在 int 列表中找到匹配的对，但我能想到的唯一方法是通过嵌套的 for 循环。有没有办法使时间复杂度 O(n) 而不是嵌套 for 循环的 O(n^2)？

int[] arr = new int[n];
int total = 0;
for (int i=0; i<n; i++){
    for (int j=i+1; j<n; j++){
        if (arr[i] == arr[j]){
            total++;
        }
    }
}

Answer 1

看起来您只担心计数。因此，如果修改数组不是问题，那么在 O(nlog(n)) 中应用快速排序，然后在 O(n) 中计算邻居数。

Answer 2

您可以使用具有O(1) 复杂性的HashSet contains 方法-因为Java 中Integer 值的hashCode 分布良好（它只是Integer 的值）你应该有始终保持不变的复杂性

HashSet<Integer> set = new HashSet();
for (int i=0; i<n; i++) {
    if(set.contains(arr[i])) {
        total++;
    } else {
        set.add(arr[i]);
    }
}

在这里阅读更多：

• HashSet look-up complexity?

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这里还可以实现另一种算法，但它需要一些数据限制（由于您机器上数组的最大长度）。

您可以创建一个 int 数组 yourarray，并使用 0 进行初始化，长度为 max(arr) + 1。然后，每次执行 yourarray[arr[i]]++ 时都在迭代 arr，然后在 yourarray 上迭代，检查值在哪里大于 1 - 如果是这样，则意味着该值必须重复

Answer 3

O(n) 解决方案。 试试这个。

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {0, 1, 2, 3, 4, 3, 2, 3};
    int total = arr.length - (int)IntStream.of(arr).distinct().count();
    System.out.println(total);
}

输出：

3

Answer 4

我认为你可以使用 HashSet 来解决这个问题。 JAVA 中的 HashSet 不允许插入重复元素。所以你可以用它来让时间复杂度变成O(n)。

        int[] arr = new int[n];
        Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
        Integer total = 0;
        for (int x: arr)
        {
            if (!set.add(x))
            {
               total++;
            }
        }