减少执行时间

Question

我有一个程序，它使用 HashSet 简单地删除字符数组的重复元素。

这是我的程序：

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

import java.util.Set;

public class MainClass {
    public static void main(String[] arg) {
        double sT = System.nanoTime();
        Character[] data = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j',
                'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
                'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h',
                'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't',
                'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
                'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r',
                's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd',
                'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p',
                'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b',
                'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
                'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z',
                'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l',
                'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x',
                'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j',
                'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
                'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h',
                'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't',
                'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z' };

        Set<Character > uniqueSet = new HashSet<Character>(Arrays.asList(data));

         Character[] strArr = new Character[uniqueSet.size()];
         uniqueSet.toArray(strArr);

            for(Character str:strArr){
                System.out.println(str);
            }


        System.out.println(System.nanoTime() - sT);

    }

}

它给出了所需的输出。但问题是执行时间。有什么方法可以在我的程序中实现以减少其执行时间？

Answer 1

由于您可以拥有的不同类型的元素非常小，您可以轻松地使用简单的数组而不是哈希集（一种类似于集合或计数排序的方法）。如果您只关心非大写英文字母，请声明数组boolean met[26];，如果您需要能够支持所有字符，请使用boolean met[256];。

遍历数组并仅在其 met 值为 false 时将字符添加到结果中。将字符添加到结果中时，不要忘记将其标记为已使用。

不涉及散列，因此 - 更好的性能。

编辑：我的意思似乎有些混乱，我将尝试添加代码示例

boolean met[] = new boolean[256]; // Replace 256 with the size of alphabet you are using
List<Character> res = new ArrayList<Character>();
for(Character c:data){
  int int_val = (int)c.charValue();
  if (!met[int_val]) {
     met[int_val] = true;
     res.add(c);
  }
}

// res holds the answer.

Answer 2

首先要意识到，写入控制台非常昂贵。如果你删除

System.out.println(str);

这将大大加快代码速度。

另外需要注意的是，您的代码运行时间不足以预热代码（它不会被编译）您应该运行测试大约 2 到 10 秒，看看它需要多长时间热身代码。

花费的时间

• 打印 => 2,498,085 ns
• 不打印 => 1,509,978 ns
• 如果您先警告代码 => 43,347 ns
• 如果您预热代码并平均运行 10,000 次 => 18,922 ns
• 进一步优化代码并运行一百万次 ~2secs => 1,287 ns

端到端性能提升了 2000 倍 ;)

最终代码看起来像

StringBuilder strArr = null;
long sT = 0;
int runs = 1000000;
for (int i = -40000; i < runs; i++) {
    if (i == 0)
        sT = System.nanoTime();

    String text = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
            "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
            "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
            "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
            "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
            "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
            "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
            "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
            "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm";
    BitSet bs = new BitSet(256);
    for (int j = 0, len = text.length(); j < len; j++)
        bs.set(text.charAt(j));
    strArr = new StringBuilder();
    for (int j = -1; (j = bs.nextSetBit(j+1)) >= 0; )
        strArr.append((char) j);
}

System.out.printf("Took an average of %,d ns%n", (System.nanoTime() - sT) / runs);

System.out.print(strArr);

打印

Took an average of 1,287 ns
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

Answer 3

让 Google Caliper 负责微基准测试：

 0% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Array} 12868.77 ns; σ=523.07 ns @ 10 trials

  us
12.9

vm: java
trial: 0
benchmark: Array

12.9 微秒。和你的 1319 微秒不太一样，是吗:)

作为参考，这是确切的代码：

import com.google.caliper.Runner;
import com.google.caliper.SimpleBenchmark;

public class Performance extends SimpleBenchmark {
  public int timeArray(int reps) {
    int sum = 0;
    for (int rep = 0; rep < reps; rep++) {
      Character[] data = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p',
          'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i',
          'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b',
          'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u',
          'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
          'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g',
          'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z',
          'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's',
          't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l',
          'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e',
          'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x',
          'y', 'z' };
      sum += new HashSet<>(Arrays.asList(data))
          .toArray(new Character[new HashSet<Character>
                   (Arrays.asList(data)).size()]).length;
    }
    return sum;
  }

  public static void main(String... args) {
    Runner.main(Performance.class, args);
  }
}

Answer 4

您可以使用 Google Guava 为您完成这项工作。有一个关于它的Stackoverflow discussion。