如何使 java 嵌套循環高效

Question

我目前需要編寫一個程序來進行成對比較以在 int 列表中找到匹配對，但我能想到的唯一方法是通過嵌套的 for 循環。 有沒有辦法使嵌套 for 循環的時間復雜度為 O(n) 而不是 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

看起來你只擔心計數。 因此，如果修改數組不是問題，則在 O(nlog(n)) 中應用快速排序，然后在 O(n) 中計算鄰居。

Answer 2

您可以使用具有O(1)復雜度的HashSet contains方法 - 因為 Java 中Integer值的hashCode分布良好（它只是Integer的值）您應該始終具有恆定的復雜性

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

在這里閱讀更多：

• HashSet 查找復雜度？

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還有一種可以在此處實現的附加算法，但它需要一些數據限制（由於您機器上數組的最大長度）。

您可以只創建一個 int 數組yourarray並用0初始化，長度為max(arr) + 1 。 然后你在每次執行yourarray[arr[i]]++時迭代arr然后你在迭代yourarray檢查值大於1的位置 - 如果是這樣那么它意味着這個值必須重復

Answer 3

O(n) 解決方案。 嘗試這個。

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);
}

output：

3

Answer 4

我認為您可以使用 HashSet 來解決此問題。 JAVA 中的 HashSet 不允許插入重復元素。 所以你可以用它來使時間復雜度變成 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++;
            }
        }