如何使用 Java ArrayList 提高性能

Question

我正在使用一个巨大的 ArrayList 和下面的代码

public final List<MyClass> list = new ArrayList<>();

public void update(MyClass myClass) {
int i;
for (i=0; i < list.size(); i++) {
        if (myClass.foo(list.get(i))) {
            list.set(i, myClass);
            break;
        }    
    }    
    if (i == list.size()) {    
        list.add(myClass);    
    }    
}

列表非常大。在这种情况下，我还可以做些什么来提高性能？也许使用一些 Java 8 功能，替换 ArrayList 或类似的东西。

与此列表相关的另一个运行时间过长的代码是下面的代码：

public List<MyClass> something(Integer amount) {
list.sort((m1, m2) -> Double.compare(m2.getBar(), m1.getBar()));
return list.stream()
        .limit(amount)
        .collect(Collectors.toList());
}

欢迎大家帮忙，谢谢

Answer 1

看来ArrayList的选择不太好。

在第一种情况下，您尝试通过列表中的属性查找对象。要在列表中查找对象，您必须签入列表中的每个元素。列表越大，它就会越长。 （ArrayList 的最坏情况复杂度为 O(N)）

如果您使用HashMap 而不是List，则可以将您的属性用作地图的键。像这样，您可以直接选择需要更新的对象，而无需检查列表中的每个元素。执行时间将不再取决于条目数。 （HashMap 的最坏情况复杂度为 O(1)）

如果您使用HashMap 而不是ArrayList，您的更新代码将如下所示：

public void update(MyClass myClass) {
    map.put(myClass.getKey(), myClass);
}

（其中getKey() 是您尝试在 foo 方法中等于的属性）。

但这仅适用于第一种情况。根据我们掌握的信息，这似乎是最好的解决方案。

Answer 2

在这种情况下，我还可以做些什么来提高性能？

问题是您的算法必须将myClass.foo 应用于列表的每个元素，直到找到第一个 匹配项。如果您连续执行此操作，那么最坏情况的复杂性是O(N)，其中N 是列表大小。 （而且列表很大。）

现在，您可以并行进行搜索。但是，如果可以有多个匹配项，那么匹配列表中的第一个将是棘手的。你仍然会得到O(N/C)，其中C 是可用的核心数。

比O(N) 更好的唯一方法是使用不同的数据结构。但是在不知道MyClass::foo 方法的作用的情况下，很难说该数据结构应该是什么。

---

您的第二个问题似乎是试图解决“N 中的前 K”问题。这可以在O(N log K) 中实现，并且可能更好；见Optimal algorithm for returning top k values from an array of length N。