Java字符串比较过程

Question

我关心的是，java如何比较字符串，以及它是如何优化的。

让我们考虑一下，我需要将用户提供的字符串与代码中的10个字符串进行比较。在这10个字符串中，5个是以“A”开头的，另外5个是以“B”开头的。

现在，如果我编写if..elseif..或switch，那么将比较每个字符串，直到它与任何字符串匹配，在最坏的情况下，其中一个字符串在第9或第10个条件下匹配，或者根本不匹配。因此，每个输入平均执行8到10个条件。

现在我的问题是，在检查输入字符串与实际值之前，我们是否可以通过多放一个条件(一种过滤器)来优化这种情况。如下所示，

   if(inputString.charAt(0) == 'A'){
            if(){
                ....
            }else if(){
                ....
            }
        }else if(inputString.charAt(0) == 'B'){
            if(){
                ...
            }else if(){
                ...
            }
        }

它能提高系统的性能吗?或者Java已经针对这种情况进行了内部优化。

Answer 1

if语句

讨论通常从复杂的if语句开始，如下所示：

if (value == 0){
    return result0;
} else if (value == 1){
    return result1;
} else if (value == 2){
    return result2;
} else if (value == 3){
    return result3;
} else if (value == 4){
    return result4;
} else if (value == 5){
    return result5;
} else if (value == 6){
    return result6;
} else if (value == 7){
    return result7;
} else if (value == 8){
    return result8;
} else if (value == 9){
    return result9;
} else {
    return result10;
}

通常，这种类型的构造是不受欢迎的。主要的问题是，执行流程越深入语句，需要评估的条件就越多。当value为9时，完成执行所需的时间将比value为0时更长，因为其他所有条件都必须事先进行评估。随着条件总数的增加，深入条件的性能也会受到影响。虽然使用大量的if条件是不可取的，但是您可以采取一些步骤来提高整体性能。

第一步是按照频率的降序排列条件。由于在第一个条件之后退出是最快的操作，因此您需要确保这种情况尽可能频繁地发生。假设上一个示例中最常见的情况是值等于5，第二个最常见的情况是值等于9。在这种情况下，您知道在进入最常见的情况之前将评估5个条件，在进入第二个最常见的情况之前将评估9个条件；这是非常低效的。尽管条件的递增数字顺序使其更易于阅读，但实际上应该将其重写为：

if (value == 5){

    return result5;
} else if (value == 9){
    return result9;
} else if (value == 0){
    return result0;
} else if (value == 1){
    return result1;
} else if (value == 2){
    return result2;
} else if (value == 3){
    return result3;
} else if (value == 4){
    return result4;
} else if (value == 6){
    return result6;
} else if (value == 7){
    return result7;
} else if (value == 8){
    return result8;
} else {
    return result10;
}

现在，两个最常见的条件出现在if语句的顶部，确保了这些情况下的最佳性能。

另一种优化if语句的方法是将条件组织到一系列分支中，遵循二进制搜索算法来查找有效条件。这是可取的情况下，大量的条件是可能的，并且不会出现一个或两个以足够高的速率简单地根据频率排序。我们的目标是尽可能减少要评估的条件的数量。如果示例中的值的所有条件都以相同的相对频率出现，则可以按如下方式重写If语句：

if (value < 6){

    if (value < 3){
        if (value == 0){
            return result0;
        } else if (value == 1){
            return result1;
        } else {
            return result2;
        }
    } else {
        if (value == 3){
            return result3;
        } else if (value == 4){
            return result4;
        } else {
            return result5;
        }
    }

} else {

    if (value < 8){
        if (value == 6){
            return result6;
        } else {
            return result7;
        }
    } else {
        if (value == 8){
            return result8;
        } else if (value == 9){
            return result9;
        } else {
            return result10;
        }

    }
}

这段代码确保计算的条件永远不会超过四个。不是评估每个条件以找到正确的值，而是首先将条件分成一系列范围，然后再确定实际值。此示例的整体性能得到了改进，因为删除了需要评估八个和九个条件的情况。条件求值的最大数量现在是四个，与前一个版本相比，平均节省了大约30%的执行时间。还要记住，else语句没有要计算的条件。然而，问题仍然存在，每个额外的条件最终都会花费更多的时间来执行，这不仅会影响代码的性能，还会影响代码的可维护性。这就是switch语句的用武之地。

切换语句

switch语句简化了多个条件的外观和性能。您可以使用switch语句重写前面的示例，如下所示：

switch(value){
    case 0:
        return result0;
    case 1:
        return result1;
    case 2:
        return result2;
    case 3:
        return result3;
    case 4:
        return result4;
    case 5:
        return result5;
    case 6:
        return result6;
    case 7:
        return result7;
    case 8:
        return result8;
    case 9:
        return result9;
    default:
        return result10;
}

这段代码以一种可读性更强的形式清楚地指出了条件和返回值。switch语句还具有允许直通条件的额外好处，使您可以为许多不同的值指定相同的结果，而无需创建复杂的嵌套条件。在其他编程语言中，switch语句通常被认为是计算多个条件的更好选择。这不是因为switch语句的性质，而是因为编译器能够优化switch语句以加快计算速度。

查找另一个选项:数组查找

在JavaScript中处理条件语句有两种以上的解决方案。除了if语句和switch语句之外，还有第三种方法:在数组中查找值

for(String s: arr){
    if(s.equals(targetValue))
        return true;
}
return false;

尽管数组查找时间也会随着您深入数组的深入而增加，但增量增加非常小，与if和switch语句的每个条件计算的增加无关。这使得数组查找在需要满足大量条件时非常理想，并且这些条件可以由离散值表示，例如数字或字符串

最快的条件句

这里介绍的三种技术- if语句、switch语句和数组查找-在优化代码执行方面各有用处：

·在以下情况下使用if语句：

• 要测试的离散值不超过两个。
• 有大量的值可以很容易地分成不同的范围。

·在以下情况下使用switch语句：

• 有两个以上但少于10个要测试的离散值。
• 没有条件的范围，因为这些值是非线性的。

·在以下情况下使用数组查找：

• 要测试的值超过10个。
• 条件的结果是单个值，而不是要执行的多个操作。

Answer 2

您可以使用Map或Set中的查找，而不是循环遍历每个值。

Answer 3

Java逐个字符比较字符串。使用您的“优化”，您每次都会比较比所需的字符多一个字符。您开始比较第一个字符(A或B)，然后比较整个单词，再次包括第一个字符。

你的解决方案很好，因为减少了整个单词的比较次数。如果你把单词切成两部分(第一个字母和单词的其余部分)，你可以在开始时比较第一个字符，就像你正在做的那样……然后是另一部分。问题是你可能会花更多的时间来切分单词，而不是比较……因此，请检查它;)

还有一件事。如果使用开关，则搜索所用的时间不取决于元素的数量...因此，如果使用开关，则不需要进行第一个优化。

你也可以创建一个全局HashMap来查找其中的字符串...这样就避免了交换机的“地图创建”...