List数据对比筛选，如何才能达到最佳效率？

最新推荐文章于 2025-05-13 15:46:22 发布

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文章标签： java python

原文链接：https://my.oschina.net/u/1474079/blog/281196

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本文探讨了在实际开发中如何高效地比较两个List，并筛选出不同元素的方法，包括双重循环、使用List的retainAll方法以及利用HashMap进行优化。通过分析不同方法的时间复杂度，最终提出了一种性能更为优越的解决方案。

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在实际的开发中，经常会晕倒这样的问题，有两个List的数据，需要对这两个List的数据进行对比，然后筛选出需要的对象。

例如：财务中的对账,数据源一个是银行日记账（aList），一个是银行对帐单（bList），业务操作就是把两个List里面金额相同的记录筛选掉，剩下金额不相等的。

在实际开发中我目前知道有两个方式（假设两个List各有1000条数据）：

1、最简单的就是用双重循环进行比较，虽然简单，但是如果两个List的数据量都很大，那么运行时间将成数量级增长。循环次数为1000*1000

方法1：遍历两个集合：

package com.czp.test;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class TestList {    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);
        }
        getDiffrent(list1,list2);        //输出：total times 2566454675    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        List<String> diff = new ArrayList<String>();        for(String str:list1)
        {            if(!list2.contains(str))
            {
                diff.add(str);
            }
        }
        System.out.println("total times "+(System.nanoTime()-st));        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：

package com.czp.test;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class TestList {    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);
        }
        getDiffrent(list1,list2);        //输出：total times 2566454675        getDiffrent2(list1,list2);        //输出：getDiffrent2 total times 2787800964    }    
    /**
     * 获取连个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent2(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        list1.retainAll(list2);
        System.out.println("getDiffrent2 total times "+(System.nanoTime()-st));        return list1;
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        List<String> diff = new ArrayList<String>();        for(String str:list1)
        {            if(!list2.contains(str))
            {
                diff.add(str);
            }
        }
        System.out.println("getDiffrent total times "+(System.nanoTime()-st));        return diff;
    }
}

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。

package com.czp.test;import java.util.ArrayList;import java.util.HashMap;import java.util.List;import java.util.Map;public class TestList {    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);
        }
        getDiffrent(list1,list2);        //输出：total times 2566454675        getDiffrent2(list1,list2);        //输出：getDiffrent2 total times 2787800964        getDiffrent3(list1,list2);        //输出：getDiffrent3 total times 61763995    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent3(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>();        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("getDiffrent3 total times "+(System.nanoTime()-st));        return list1;
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent2(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        list1.retainAll(list2);
        System.out.println("getDiffrent2 total times "+(System.nanoTime()-st));        return list1;
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        List<String> diff = new ArrayList<String>();        for(String str:list1)
        {            if(!list2.contains(str))
            {
                diff.add(str);
            }
        }
        System.out.println("getDiffrent total times "+(System.nanoTime()-st));        return diff;
    }
}

package com.czp.test;import java.util.ArrayList;import java.util.HashMap;import java.util.List;import java.util.Map;public class TestList {    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);
        }
        getDiffrent(list1,list2);
        getDiffrent2(list1,list2);
        getDiffrent3(list1,list2);
        getDiffrent4(list1,list2);//        getDiffrent total times 2789492240//        getDiffrent2 total times 3324502695//        getDiffrent3 total times 24710682//        getDiffrent4 total times 15627685    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    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;
        
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent3(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>();        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("getDiffrent3 total times "+(System.nanoTime()-st));        return diff;
    }    /**
     * 获取连个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent2(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        list1.retainAll(list2);
        System.out.println("getDiffrent2 total times "+(System.nanoTime()-st));        return list1;
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    private static List<String> getDiffrent(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        List<String> diff = new ArrayList<String>();        for(String str:list1)
        {            if(!list2.contains(str))
            {
                diff.add(str);
            }
        }
        System.out.println("getDiffrent 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！

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：

package com.czp.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;public class TestList {    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);
        }
        getDiffrent(list1,list2);
        getDiffrent3(list1,list2);
        getDiffrent5(list1,list2);
        getDiffrent4(list1,list2);
        getDiffrent2(list1,list2);//        getDiffrent3 total times 32271699//        getDiffrent5 total times 12239545//        getDiffrent4 total times 16786491//        getDiffrent2 total times 2438731459        
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return     */
    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;
        
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return     */
    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;
        
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return     */
    private static List<String> getDiffrent3(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>();        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("getDiffrent3 total times "+(System.nanoTime()-st));        return diff;
    }    /**
     * 获取连个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return     */
    private static List<String> getDiffrent2(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        list1.retainAll(list2);
        System.out.println("getDiffrent2 total times "+(System.nanoTime()-st));        return list1;
    }    /**
     * 获取两个List的不同元素
     * @param list1
     * @param list2
     * @return     */
    private static List<String> getDiffrent(List<String> list1, List<String> list2) {        long st = System.nanoTime();
        List<String> diff = new ArrayList<String>();        for(String str:list1)
        {            if(!list2.contains(str))
            {
                diff.add(str);
            }
        }
        System.out.println("getDiffrent total times "+(System.nanoTime()-st));        return diff;
    }
}

补充一下，其实可以先将list转换为set，这样就达到去重的目的，然后把set中的数据再转存到map中。也就免除了list1或list2中本身就有重复数据的情况。

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