集合差異比較演算法及效能測試

專案經驗，如需轉載，請註明作者：Yuloran (t.cn/EGU6c76)

前言

筆者之前做專案的時候，寫過一個小演算法，用來實現兩張表的資料同步。因為移動端的資料量一般也就幾千條，所以便沒有關注效能問題。最近開始面試，由於沒做過效能測試，只能根據經驗判斷，想了想還是靠資料說話比較好。

演算法

集合 A 是新集合，集合 B 是老集合，現需要篩選出集合 A 中的新增元素、已更新元素以及集合 B 中的已刪除元素。演算法如上圖所示：

1. 使用 sql 語句按 id 升序分別讀取兩張表的記錄並儲存至集合 A 和集合 B 中（id 為自增長的 int 型別）
2. 分別從集合 A 和集合 B 中取出一個元素 a 和 b，比較其 id：
   • 若 a 的 id 小於 b 的 id，說明 a 是新增元素，將 a 新增到新增元素集合中，然後從集合 A 中刪除 a 同時 i–，這樣下一次迴圈時，便可以取 a 的下一個元素與 b 再次進行比較
   • 若 a 的 id 大於 b 的 id，說明 b 是已刪除元素，將 b 新增到已刪除元素集合中，然後從集合 B 中刪除 b 同時 i–，這樣下一次迴圈時，便可以取 b 的下一個元素與 a 再次進行比較
   • 若 a 的 id 等於 b 的 id，則進一步判斷 a.equals(b)，若為 false，說明 a 是已更新元素，將 a 新增到已更新元素集合，然後繼續下一次迴圈
3. 因為迴圈比較的次數為 Math.max(A.size(), B.size())，所以當分別從集合 A 和集合 B 中取出一個元素 a 和 b 時，可能 a 為 null 或者 b 為 null，但不可能 a 和 b 都為 null：
   • 若 a 為 null，說明集合A 已經遍歷結束，b 為已刪除元素，將 b 新增到已刪除元素集合，然後進行下一次迴圈
   • 若 b 為 null，說明集合B 已經遍歷結束，a 為新增元素，將 a 新增到新增元素集合，然後進行下一次迴圈

程式碼實現

/* * Copyright (C) 2018 Yuloran(https://github.com/Yuloran) * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */package com.yuloran.wanandroid_java.ui;
import com.yuloran.lib_core.utils.Logger;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/** * [集合比較工具] * <
p>
 * Author: Yuloran * Date Added: 2019/1/14 19:45 * * @since 1.0.0 */public final class DiffUtil{ 
   private static final String TAG = "DiffUtil";
    private DiffUtil()    { 
   
  }    private static class Bean    { 
       int id;
        String name;
        private Bean(int id, String name)        { 
           this.id = id;
            this.name = name;
        
  }        @Override        public boolean equals(Object o)        { 
           if (this == o)            { 
               return true;
            
  }            if (o == null || getClass() != o.getClass())            { 
               return false;
            
  }            Bean bean = (Bean) o;
            if (id != bean.id)            { 
               return false;
            
  }            return name.equals(bean.name);
        
  }        @Override        public int hashCode()        { 
           int result = id;
            result = 31 * result + name.hashCode();
            return result;
        
  }        @Override        public String toString()        { 
           return "Bean{" + "name='" + name + '\'' + '
  }';
        
  }    
  }    public static void calculateDiff()    { 
       List<
Bean>
 originalList = generateOriginalList();
        List<
Bean>
 latestList = generateLatestList();
        List<
Bean>
 added = new ArrayList<
>
();
        List<
Bean>
 deleted = new ArrayList<
>
();
        List<
Bean>
 updated = new ArrayList<
>
();
        long timestamp = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0;
 i <
 Math.max(originalList.size(), latestList.size());
 i++)        { 
           Bean original = getSafely(i, originalList);
            Bean latest = getSafely(i, latestList);
            if (original == null)            { 
               added.add(latest);
                continue;
            
  }            if (latest == null)            { 
               deleted.add(original);
                continue;
            
  }            if (latest.id >
 original.id)            { 
               deleted.add(original);
                originalList.remove(i);
                i--;
            
  } else if (latest.id <
 original.id)            { 
               added.add(latest);
                latestList.remove(i);
                i--;
            
  } else            { 
               if (!latest.equals(original))                { 
                   updated.add(latest);
                
  }            
  }        
  }        Logger.debug(TAG, "calculateDiff cost %dms.", (System.currentTimeMillis() - timestamp));
        Logger.debug(TAG, "added: %s", added);
        Logger.debug(TAG, "deleted: %s", deleted);
        Logger.debug(TAG, "updated: %s", updated);
    
  }    private static List<
Bean>
 generateOriginalList()    { 
       List<
Bean>
 originalList = new ArrayList<
>
();
        for (int i = 0;
 i <
 10000;
 i++)        { 
           originalList.add(new Bean(i, "bean_" + String.valueOf(i)));
        
  }        return originalList;
    
  }    private static List<
Bean>
 generateLatestList()    { 
       List<
Bean>
 latestList = new ArrayList<
>
();
        for (int i = 0;
 i <
 10500;
 i++)        { 
           if (i <
 1000)            { 
               if (i % 2 == 0)                { 
                   continue;
                
  }            
  }            if (i >
 1000 &
&
 i <
 2000)            { 
               if (i % 3 == 0)                { 
                   latestList.add(new Bean(i, "multiple_of_3_bean_" + String.valueOf(i)));
                    continue;
                
  }            
  }            latestList.add(new Bean(i, "bean_" + String.valueOf(i)));
        
  }        return latestList;
    
  }    private static Bean getSafely(int i, List<
Bean>
 list)    { 
       if (i >
= 0 &
&
 i <
 list.size())        { 
           return list.get(i);
        
  }        return null;
    
  }
  }複製程式碼

以上程式碼片段只是示例，專案中需要使用請自行優化程式碼結構。

效能測試

顯然，上述所示演算法的漸進時間複雜度為 O(n)，其中最大的問題就是 ArrayList 的 remove 操作，這會導致後續元素需要挨個向前拷貝一次。使用 LinkedList 可以避免元素的拷貝，但是是否可以降低演算法執行時間呢？筆者做了個測試：

1. 使用 ArrayList：

2019-01-14 22:15:55.972 3050-3050/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: calculateDiff cost 23ms.2019-01-14 22:15:55.973 3050-3050/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: added: [Bean{name='bean_10000'
  }, Bean{name='bean_10001'
  }, Bean{name='bean_10002'
  }, Bean{name='bean_10003'
  }, Bean{name='bean_10004'
  }, Bean{name='bean_10005'
  }, Bean{name='bean_10006'
  }, Bean{name='bean_10007'
  }, Bean{name='bean_10008'
  }, Bean{name='bean_10009'
  }, Bean{name='bean_10010'
  }, Bean{name='bean_10011'
  }, Bean{name='bean_10012'
  }, Bean{name='bean_10013'
  }, Bean{name='bean_10014'
  }, Bean{name='bean_10015'
  }, Bean{name='bean_10016'
  }, Bean{name='bean_10017'
  }, Bean{name='bean_10018'
  }, Bean{name='bean_10019'
  }, Bean{name='bean_10020'
  }, Bean{name='bean_10021'
  }, Bean{name='bean_10022'
  }, Bean{name='bean_10023'
  }, Bean{name='bean_10024'
  }, Bean{name='bean_10025'
  }, Bean{name='bean_10026'
  }, Bean{name='bean_10027'
  }, Bean{name='bean_10028'
  }, Bean{name='bean_10029'
  }, Bean{name='bean_10030'
  }, Bean{name='bean_10031'
  }, Bean{name='bean_10032'
  }, Bean{name='bean_10033'
  }, Bean{name='bean_10034'
  }, Bean{name='bean_10035'
  }, Bean{name='bean_10036'
  }, Bean{name='bean_10037'
  }, Bean{name='bean_10038'
  }, Bean{name='bean_10039'
  }, Bean{name='bean_10040'
  }, Bean{name='bean_10041'
  }, Bean{name='bean_10042'
  }, Bean{name='bean_10043'
  }, Bean{name='bean_10044'
  }, Bean{name='bean_10045'
  }, Bean{name='bean_10046'
  }, Bean{name='bean_10047'
  }, Bean{name='bean_10048'
  }, Bean{name='bean_10049'
  }, Bean{name='bean_10050'
  }, Bean{name='bean_10051'
  }, Bean{name='bean_10052'
  }, Bean{name='bean_10053'
  }, Bean{name='bean_10054'
  }, Bean{name='bean_10055'
  }, Bean{name='bean_10056'
  }, Bean{name='bean_10057'
  }, Bean{name='bean_10058'
  }, Bean{name='bean_10059'
  }, Bean{name='bean_10060'
  }, Bean{name='bean_10061'
  }, Bean{name='bean_10062'
  }, Bean{name='bean_10063'
  }, Bean{name='bean_10064'
  }, Bean{name='bean_10065'
  }, Bean{name='bean_10066'
  }, Bean{name='bean_10067'
  }, Bean{name='bean_10068'
  }, Bean{name='bean_10069'
  }, Bean{name='bean_10070'
  }, Bean{name='bean_10071'
  }, Bean{name='bean_10072'
  }, Bean{name='bean_10073'
  }, Bean{name='bean_10074'
  }, Bean{name='bean_10075'
  }, Bean{name='bean_10076'
  }, Bean{name='bean_10077'
  }, Bean{name='bean_10078'
  }, Bean{name='bean_10079'
  }, Bean{name='bean_10080'
  }, Bean{name='bean_10081'
  }, Bean{name='bean_10082'
  }, Bean{name='bean_10083'
  }, Bean{name='bean_10084'
  }, Bean{name='bean_10085'
  }, Bean{name='bean_10086'
  }, Bean{name='bean_10087'
  }, Bean{name='bean_10088'
  }, Bean{name='bean_10089'
  }, Bean{name='bean_10090'
  }, Bean{name='bean_10091'
  }, Bean{name='bean_10092'
  }, Bean{name='bean_10093'
  }, Bean{name='bean_10094'
  }, Bean{name='bean_10095'
  }, Bean{name='bean_10096'
  }, Bean{name='bean_10097'
  }, Bean{name='bean_10098'
  }, Bean{name='bean_10099'
  }, Bean{name='bean_10100'
  }, Bean{name='bean_10101'
  }, Bean{name='bean_10102'
  }, Bean{name='bean_10103'
  }, Bean{name='bean_10104'
  }, Bean{name='bean_10105'
  }, Bean{name='bean_10106'
  }, Bean{name='bean_10107'
  }, Bean{name='bean_10108'
  }, Bean{name='bean_10109'
  }, Bean{name='bean_10110'
  }, Bean{name='bean_10111'
  }, Bean{name='bean_10112'
  }, Bean{name='bean_10113'
  }, Bean{name='bean_10114'
  }, Bean{name='bean_10115'
  }, Bean{name='bean_10116'
  }, Bean{name='bean_10117'
  }, Bean{name='bean_10118'
  }, Bean{name='bean_10119'
  }, Bean{name='bean_10120'
  }, Bean{name='bean_10121'
  }, Bean{name='bean_10122'
  }, Bean{name='bean_10123'
  }, Bean{name='bean_10124'
  }, Bean{name='bean_10125'
  }, Bean{name='bean_10126'
  }, Bean{name='bean_10127'
  }, Bean{name='bean_10128'
  }, Bean{name='bean_10129'
  }, Bean{name='bean_10130'
  }, Bean{name='bean_10131'
  }, Bean{name='bean_10132'
  }, Bean{name='bean_10133'
  }, Bean{name='bean_10134'
  }, Bean{name='bean_10135'
  }, Bean{name='bean_10136'
  }, Bean{name='bean_10137'
  }, Bean{name='bean_10138'
  }, Bean{name='bean_10139'
  }, Bean{name='bean_10140'
  }, Bean{name='bean_10141'
  }, Bean{name='bean_10142'
  }, Bean{name='bean_10143'
  }, Bean{name='bean_10144'
  }, Bean{name='bean_10145'
  }, Bean{name='bean_10146'
  }, Bean{name='bean_10147'
  }, Bean{name='bean_10148'
  }, Bean{name='bean_10149'
  }, Bean{name='bean_10150'
  }, Bean{name='bean_10151'
  }, Bean{name='bean_10152'
  }, Bean{name='bean_10153'
  }, Bean{name='bean_10154'
  }, Bean{name='bean_10155'
  }, Bean{name='bean_10156'
  }, Bean{name='bean_10157'
  }, Bean{name='bean_10158'
  }, Bean{name='bean_10159'
  }, Bean{name='bean_10160'
  }, Bean{name='b2019-01-14 22:15:55.974 3050-3050/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: deleted: [Bean{name='bean_0'
  }, Bean{name='bean_2'
  }, Bean{name='bean_4'
  }, Bean{name='bean_6'
  }, Bean{name='bean_8'
  }, Bean{name='bean_10'
  }, Bean{name='bean_12'
  }, Bean{name='bean_14'
  }, Bean{name='bean_16'
  }, Bean{name='bean_18'
  }, Bean{name='bean_20'
  }, Bean{name='bean_22'
  }, Bean{name='bean_24'
  }, Bean{name='bean_26'
  }, Bean{name='bean_28'
  }, Bean{name='bean_30'
  }, Bean{name='bean_32'
  }, Bean{name='bean_34'
  }, Bean{name='bean_36'
  }, Bean{name='bean_38'
  }, Bean{name='bean_40'
  }, Bean{name='bean_42'
  }, Bean{name='bean_44'
  }, Bean{name='bean_46'
  }, Bean{name='bean_48'
  }, Bean{name='bean_50'
  }, Bean{name='bean_52'
  }, Bean{name='bean_54'
  }, Bean{name='bean_56'
  }, Bean{name='bean_58'
  }, Bean{name='bean_60'
  }, Bean{name='bean_62'
  }, Bean{name='bean_64'
  }, Bean{name='bean_66'
  }, Bean{name='bean_68'
  }, Bean{name='bean_70'
  }, Bean{name='bean_72'
  }, Bean{name='bean_74'
  }, Bean{name='bean_76'
  }, Bean{name='bean_78'
  }, Bean{name='bean_80'
  }, Bean{name='bean_82'
  }, Bean{name='bean_84'
  }, Bean{name='bean_86'
  }, Bean{name='bean_88'
  }, Bean{name='bean_90'
  }, Bean{name='bean_92'
  }, Bean{name='bean_94'
  }, Bean{name='bean_96'
  }, Bean{name='bean_98'
  }, Bean{name='bean_100'
  }, Bean{name='bean_102'
  }, Bean{name='bean_104'
  }, Bean{name='bean_106'
  }, Bean{name='bean_108'
  }, Bean{name='bean_110'
  }, Bean{name='bean_112'
  }, Bean{name='bean_114'
  }, Bean{name='bean_116'
  }, Bean{name='bean_118'
  }, Bean{name='bean_120'
  }, Bean{name='bean_122'
  }, Bean{name='bean_124'
  }, Bean{name='bean_126'
  }, Bean{name='bean_128'
  }, Bean{name='bean_130'
  }, Bean{name='bean_132'
  }, Bean{name='bean_134'
  }, Bean{name='bean_136'
  }, Bean{name='bean_138'
  }, Bean{name='bean_140'
  }, Bean{name='bean_142'
  }, Bean{name='bean_144'
  }, Bean{name='bean_146'
  }, Bean{name='bean_148'
  }, Bean{name='bean_150'
  }, Bean{name='bean_152'
  }, Bean{name='bean_154'
  }, Bean{name='bean_156'
  }, Bean{name='bean_158'
  }, Bean{name='bean_160'
  }, Bean{name='bean_162'
  }, Bean{name='bean_164'
  }, Bean{name='bean_166'
  }, Bean{name='bean_168'
  }, Bean{name='bean_170'
  }, Bean{name='bean_172'
  }, Bean{name='bean_174'
  }, Bean{name='bean_176'
  }, Bean{name='bean_178'
  }, Bean{name='bean_180'
  }, Bean{name='bean_182'
  }, Bean{name='bean_184'
  }, Bean{name='bean_186'
  }, Bean{name='bean_188'
  }, Bean{name='bean_190'
  }, Bean{name='bean_192'
  }, Bean{name='bean_194'
  }, Bean{name='bean_196'
  }, Bean{name='bean_198'
  }, Bean{name='bean_200'
  }, Bean{name='bean_202'
  }, Bean{name='bean_204'
  }, Bean{name='bean_206'
  }, Bean{name='bean_208'
  }, Bean{name='bean_210'
  }, Bean{name='bean_212'
  }, Bean{name='bean_214'
  }, Bean{name='bean_216'
  }, Bean{name='bean_218'
  }, Bean{name='bean_220'
  }, Bean{name='bean_222'
  }, Bean{name='bean_224'
  }, Bean{name='bean_226'
  }, Bean{name='bean_228'
  }, Bean{name='bean_230'
  }, Bean{name='bean_232'
  }, Bean{name='bean_234'
  }, Bean{name='bean_236'
  }, Bean{name='bean_238'
  }, Bean{name='bean_240'
  }, Bean{name='bean_242'
  }, Bean{name='bean_244'
  }, Bean{name='bean_246'
  }, Bean{name='bean_248'
  }, Bean{name='bean_250'
  }, Bean{name='bean_252'
  }, Bean{name='bean_254'
  }, Bean{name='bean_256'
  }, Bean{name='bean_258'
  }, Bean{name='bean_260'
  }, Bean{name='bean_262'
  }, Bean{name='bean_264'
  }, Bean{name='bean_266'
  }, Bean{name='bean_268'
  }, Bean{name='bean_270'
  }, Bean{name='bean_272'
  }, Bean{name='bean_274'
  }, Bean{name='bean_276'
  }, Bean{name='bean_278'
  }, Bean{name='bean_280'
  }, Bean{name='bean_282'
  }, Bean{name='bean_284'
  }, Bean{name='bean_286'
  }, Bean{name='bean_288'
  }, Bean{name='bean_290'
  }, Bean{name='bean_292'
  }, Bean{name='bean_294'
  }, Bean{name='bean_296'
  }, Bean{name='bean_298'
  }, Bean{name='bean_300'
  }, Bean{name='bean_302'
  }, Bean{name='bean_304'
  }, Bean{name='bean_306'
  }, Bean{name='bean_308'
  }, Bean{name='bean_310'
  }, Bean{name='bean_312'
  }, Bean{name='bean_314'
  }, Bean{name='bean_316'
  }, Bean{name='bean_318'
  }, Bean{name='bean_320'
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2. 使用 LinkedList：

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  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1050'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1053'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1056'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1059'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1062'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1065'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1068'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1071'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1074'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1077'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1080'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1083'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1086'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1089'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1092'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1095'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1098'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1101'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1104'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1107'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1110'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1113'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1116'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1119'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1122'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1125'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1128'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1131'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1134'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1137'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1140'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1143'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1146'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1149'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1152'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1155'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1158'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1161'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1164'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1167'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1170'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1173'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1176'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1179'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1182'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1185'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1188'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1191'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1194'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1197'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1200'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1203'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1206'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1209'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1212'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1215'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1218'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1221'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1224'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1227'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1230'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1233'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1236'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1239'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1242'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1245'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1248'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1251'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1254'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1257'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1260'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1263'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1266'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1269'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1272'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1275'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1278'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1281'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1284'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1287'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1290'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1293'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1296'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1299'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1302'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1305'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1308'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1311'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1314'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1317'
  }, Bean{na複製程式碼

顯然，ArrayList 完勝 LinkedList，因為 LinkedList 的 get、remove 操作都需要從頭開始遍歷，相當於演算法的複雜度變成了 O(n²)，所以耗時大大增加：

    Node<
E>
 node(int index) { 
       if (index <
 (size >
>
 1)) { 
           Node<
E>
 x = first;
            for (int i = 0;
 i <
 index;
 i++)                x = x.next;
            return x;
        
  } else { 
           Node<
E>
 x = last;
            for (int i = size - 1;
 i >
 index;
 i--)                x = x.prev;
            return x;
        
  }    
  }複製程式碼

藉助 Map 實現差異比較

演算法簡介

該演算法來自 Lance_小超 《Java 快速進行物件集合資料比對》，這種寫法主要用於集合元素的分類，比如音樂播放器中按歌曲名、歌手名、資料夾名等對所有歌曲進行分類。如果用於實現集合比較的話，還需要引入一個變數 type，以表示元素是新增的、不變的、已更新的還是刪除的。

程式碼實現

/* * Copyright (C) 2018 Yuloran(https://github.com/Yuloran) * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */package com.yuloran.wanandroid_java.ui;
import android.util.ArrayMap;
import com.yuloran.lib_core.utils.Logger;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import androidx.annotation.NonNull;
/** * [集合比較工具] * <
p>
 * Author: Yuloran * Date Added: 2019/1/14 19:45 * * @since 1.0.0 */public final class DiffUtil2{ 
   private static final String TAG = "DiffUtil2";
    private DiffUtil2()    { 
   
  }    private static class Bean    { 
       @NonNull        String id;
        @NonNull        String name;
        private Bean(@NonNull String id, @NonNull String name)        { 
           this.id = id;
            this.name = name;
        
  }        @Override        public boolean equals(Object o)        { 
           if (this == o)            { 
               return true;
            
  }            if (o == null || getClass() != o.getClass())            { 
               return false;
            
  }            Bean bean = (Bean) o;
            if (!id.equals(bean.id))            { 
               return false;
            
  }            return name.equals(bean.name);
        
  }        @Override        public int hashCode()        { 
           int result = id.hashCode();
            result = 31 * result + name.hashCode();
            return result;
        
  }        @Override        public String toString()        { 
           return "Bean{" + "name='" + name + '\'' + '
  }';
        
  }    
  }    private static class Model<
T>
    { 
       private T value;
        /**         * 1相同  2更新  3新增  4刪除         */        private int type;
        private Model(T value, int type)        { 
           this.value = value;
            this.type = type;
        
  }    
  }    public static void calculateDiff()    { 
       List<
Bean>
 originalList = generateOriginalList();
        List<
Bean>
 latestList = generateLatestList();
        List<
Bean>
 added = new ArrayList<
>
();
        List<
Bean>
 deleted = new ArrayList<
>
();
        List<
Bean>
 updated = new ArrayList<
>
();
        long timestamp = System.currentTimeMillis();
        Map<
String, Model<
Bean>
>
 map = new ArrayMap<
>
(latestList.size());
        for (Bean bean : originalList)        { 
           map.put(bean.id, new Model<
>
(bean, 4));
        
  }        for (Bean bean : latestList)        { 
           Model<
Bean>
 model = map.get(bean.id);
            if (model == null)            { 
               // 新增元素                map.put(bean.id, new Model<
>
(bean, 3));
                continue;
            
  }            if (bean.equals(model.value))            { 
               // 保持不變的元素                map.put(bean.id, new Model<
>
(bean, 1));
            
  } else            { 
               // 已更新元素                map.put(bean.id, new Model<
>
(bean, 2));
            
  }        
  }        for (Map.Entry<
String, Model<
Bean>
>
 entry : map.entrySet())        { 
           switch (entry.getValue().type)            { 
               case 1://相同                    break;
                case 2://更新                    updated.add(entry.getValue().value);
                    break;
                case 3://新增                    added.add(entry.getValue().value);
                    break;
                case 4://刪除                    deleted.add(entry.getValue().value);
                    break;
                default:            
  }        
  }        Logger.debug(TAG, "calculateDiff cost %dms.", (System.currentTimeMillis() - timestamp));
        Logger.debug(TAG, "added: %s", added);
        Logger.debug(TAG, "deleted: %s", deleted);
        Logger.debug(TAG, "updated: %s", updated);
    
  }    private static List<
Bean>
 generateOriginalList()    { 
       List<
Bean>
 originalList = new ArrayList<
>
();
        for (int i = 0;
 i <
 10000;
 i++)        { 
           originalList.add(new Bean(String.valueOf(i), "bean_" + String.valueOf(i)));
        
  }        return originalList;
    
  }    private static List<
Bean>
 generateLatestList()    { 
       List<
Bean>
 latestList = new ArrayList<
>
();
        for (int i = 0;
 i <
 10500;
 i++)        { 
           if (i <
 1000)            { 
               if (i % 2 == 0)                { 
                   continue;
                
  }            
  }            if (i >
 1000 &
&
 i <
 2000)            { 
               if (i % 3 == 0)                { 
                   latestList.add(new Bean(String.valueOf(i), "multiple_of_3_bean_" + String.valueOf(i)));
                    continue;
                
  }            
  }            latestList.add(new Bean(String.valueOf(i), "bean_" + String.valueOf(i)));
        
  }        return latestList;
    
  }
  }複製程式碼

效能對比

資料量為 1 萬時（ArrayMap）：

2019-01-14 23:26:43.807 7980-7980/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: calculateDiff cost 12ms.2019-01-14 23:26:43.807 7980-7980/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: added: [Bean{name='bean_10000'
  }, Bean{name='bean_10001'
  }, Bean{name='bean_10002'
  }, Bean{name='bean_10003'
  }, Bean{name='bean_10004'
  }, Bean{name='bean_10005'
  }, Bean{name='bean_10006'
  }, Bean{name='bean_10007'
  }, Bean{name='bean_10008'
  }, Bean{name='bean_10009'
  }, Bean{name='bean_10010'
  }, Bean{name='bean_10011'
  }, Bean{name='bean_10012'
  }, Bean{name='bean_10013'
  }, Bean{name='bean_10014'
  }, Bean{name='bean_10015'
  }, Bean{name='bean_10016'
  }, Bean{name='bean_10017'
  }, Bean{name='bean_10018'
  }, Bean{name='bean_10019'
  }, Bean{name='bean_10020'
  }, Bean{name='bean_10021'
  }, Bean{name='bean_10022'
  }, Bean{name='bean_10023'
  }, Bean{name='bean_10024'
  }, Bean{name='bean_10025'
  }, Bean{name='bean_10026'
  }, Bean{name='bean_10027'
  }, Bean{name='bean_10028'
  }, Bean{name='bean_10029'
  }, Bean{name='bean_10030'
  }, Bean{name='bean_10031'
  }, Bean{name='bean_10032'
  }, Bean{name='bean_10033'
  }, Bean{name='bean_10034'
  }, Bean{name='bean_10035'
  }, Bean{name='bean_10036'
  }, Bean{name='bean_10037'
  }, Bean{name='bean_10038'
  }, Bean{name='bean_10039'
  }, Bean{name='bean_10040'
  }, Bean{name='bean_10041'
  }, Bean{name='bean_10042'
  }, Bean{name='bean_10043'
  }, Bean{name='bean_10044'
  }, Bean{name='bean_10045'
  }, Bean{name='bean_10046'
  }, Bean{name='bean_10047'
  }, Bean{name='bean_10048'
  }, Bean{name='bean_10049'
  }, Bean{name='bean_10050'
  }, Bean{name='bean_10051'
  }, Bean{name='bean_10052'
  }, Bean{name='bean_10053'
  }, Bean{name='bean_10054'
  }, Bean{name='bean_10055'
  }, Bean{name='bean_10056'
  }, Bean{name='bean_10057'
  }, Bean{name='bean_10058'
  }, Bean{name='bean_10059'
  }, Bean{name='bean_10060'
  }, Bean{name='bean_10061'
  }, Bean{name='bean_10062'
  }, Bean{name='bean_10063'
  }, Bean{name='bean_10064'
  }, Bean{name='bean_10065'
  }, Bean{name='bean_10066'
  }, Bean{name='bean_10067'
  }, Bean{name='bean_10068'
  }, Bean{name='bean_10069'
  }, Bean{name='bean_10070'
  }, Bean{name='bean_10071'
  }, Bean{name='bean_10072'
  }, Bean{name='bean_10073'
  }, Bean{name='bean_10074'
  }, Bean{name='bean_10075'
  }, Bean{name='bean_10076'
  }, Bean{name='bean_10077'
  }, Bean{name='bean_10078'
  }, Bean{name='bean_10079'
  }, Bean{name='bean_10080'
  }, Bean{name='bean_10081'
  }, Bean{name='bean_10082'
  }, Bean{name='bean_10083'
  }, Bean{name='bean_10084'
  }, Bean{name='bean_10085'
  }, Bean{name='bean_10086'
  }, Bean{name='bean_10087'
  }, Bean{name='bean_10088'
  }, Bean{name='bean_10089'
  }, Bean{name='bean_10090'
  }, Bean{name='bean_10091'
  }, Bean{name='bean_10092'
  }, Bean{name='bean_10093'
  }, Bean{name='bean_10094'
  }, Bean{name='bean_10095'
  }, Bean{name='bean_10096'
  }, Bean{name='bean_10097'
  }, Bean{name='bean_10098'
  }, Bean{name='bean_10099'
  }, Bean{name='bean_10100'
  }, Bean{name='bean_10101'
  }, Bean{name='bean_10102'
  }, Bean{name='bean_10103'
  }, Bean{name='bean_10104'
  }, Bean{name='bean_10105'
  }, Bean{name='bean_10106'
  }, Bean{name='bean_10107'
  }, Bean{name='bean_10108'
  }, Bean{name='bean_10109'
  }, Bean{name='bean_10110'
  }, Bean{name='bean_10111'
  }, Bean{name='bean_10112'
  }, Bean{name='bean_10113'
  }, Bean{name='bean_10114'
  }, Bean{name='bean_10115'
  }, Bean{name='bean_10116'
  }, Bean{name='bean_10117'
  }, Bean{name='bean_10118'
  }, Bean{name='bean_10119'
  }, Bean{name='bean_10120'
  }, Bean{name='bean_10121'
  }, Bean{name='bean_10122'
  }, Bean{name='bean_10123'
  }, Bean{name='bean_10124'
  }, Bean{name='bean_10125'
  }, Bean{name='bean_10126'
  }, Bean{name='bean_10127'
  }, Bean{name='bean_10128'
  }, Bean{name='bean_10129'
  }, Bean{name='bean_10130'
  }, Bean{name='bean_10131'
  }, Bean{name='bean_10132'
  }, Bean{name='bean_10133'
  }, Bean{name='bean_10134'
  }, Bean{name='bean_10135'
  }, Bean{name='bean_10136'
  }, Bean{name='bean_10137'
  }, Bean{name='bean_10138'
  }, Bean{name='bean_10139'
  }, Bean{name='bean_10140'
  }, Bean{name='bean_10141'
  }, Bean{name='bean_10142'
  }, Bean{name='bean_10143'
  }, Bean{name='bean_10144'
  }, Bean{name='bean_10145'
  }, Bean{name='bean_10146'
  }, Bean{name='bean_10147'
  }, Bean{name='bean_10148'
  }, Bean{name='bean_10149'
  }, Bean{name='bean_10150'
  }, Bean{name='bean_10151'
  }, Bean{name='bean_10152'
  }, Bean{name='bean_10153'
  }, Bean{name='bean_10154'
  }, Bean{name='bean_10155'
  }, Bean{name='bean_10156'
  }, Bean{name='bean_10157'
  }, Bean{name='bean_10158'
  }, Bean{name='bean_10159'
  }, Bean{name='bean_10160'
  }, Bean{name='b2019-01-14 23:26:43.808 7980-7980/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: deleted: [Bean{name='bean_0'
  }, Bean{name='bean_2'
  }, Bean{name='bean_4'
  }, Bean{name='bean_6'
  }, Bean{name='bean_8'
  }, Bean{name='bean_10'
  }, Bean{name='bean_12'
  }, Bean{name='bean_14'
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雖然每次測試所得的具體耗時都不一樣，但基本上要比筆者實現的演算法要快上 3ms。

資料量為 10 萬時（ArrayMap）：

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這個時候，差異就比較明顯了，筆者實現的演算法直接慢了 32ms！所以，雖然 System.arraycopy() 的效率很高，但是也扛不住資料量大啊…而使用 ArrayMap 雖然多了幾次迴圈，不過都是平級別的，不影響演算法複雜度，不過 put 的時候因為要根據 hash 遍歷查詢 index，所以還是有一定的損耗。

資料量為 1 萬時（HashMap）：

2019-01-14 23:53:05.509 11086-11086/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: calculateDiff cost 13ms.2019-01-14 23:53:05.510 11086-11086/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: added: [Bean{name='bean_10000'
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  }, Bean{name='bean_10156'
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  }, Bean{name='bean_10160'
  }, Bean{name='b2019-01-14 23:53:05.511 11086-11086/com.yuloran.wanandroid_java D/WanAndroid: DiffUtil: deleted: [Bean{name='bean_0'
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資料量為 10 萬時（HashMap）：

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  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1281'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1278'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1296'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1293'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1290'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1287'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1299'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1305'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1302'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1308'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1314'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1311'
  }, Bean{name='multiple_of_3_bean_1317'
  }, Bean{n複製程式碼

顯然，在資料量比較大時，還是 HashMap 的效能好！

結語

還好，筆者在專案中雖然沒有使用 Map，但是使用的 ArrayList，LinkedList 只是想想而已。

附

• 演算法漸進複雜度的由來及術語解釋
• 演算法漸進複雜度計算的幾個經典示例

來源：https://juejin.im/post/5c3c8956f265da61715e8c56