在 ArrayList 中搜索对象

Posted 2023-02-26

【中文标题】在 ArrayList 中搜索对象

【英文标题】：Searching For Object In ArrayList

【发布时间】：2012-02-28 12:25:59

【问题描述】：

我是 Java 的相对新手，正在为我的编程课程构建一个应用程序，用户可以在其中输入、删除、搜索或编辑学生列表（一个由整数 ID 号、字符串姓氏组成的对象，和双倍GPA）。到目前为止，我已经成功地允许用户输入、删除或编辑条目。现在，100 多名学生的列表在一个 ArrayList 中（每个学生都是一个带有三个参数的学生对象）。

我的问题是我不知道一种有效的方法来允许用户根据 ID 号、姓氏或 GPA（以及将来可能的 GPA 范围）搜索特定学生。我一直在研究 Big-O 表示法并想使用二分搜索，因为如果学生列表继续增长，这将是一个很好的实践，也是一个更好的选择。到目前为止，对于二分搜索，我们正在使用带有 while 循环的 high/low/mid 方法（如果这表明我当前的技能水平）。

所以这是我的问题：

根据此条件搜索特定学生的有效方法是什么？我不是在寻找代码或解决我的困境的答案。我真的在寻找 Java 程序员用来做这种事情的技术或技巧的名称，特别是如果这些技术可以与其他面向对象的编程语言一起使用。

【问题讨论】：

您是根据完全匹配还是类似匹配（即：'Gar' 匹配 'Garcia'）进行搜索？

最好是准确地搜索名称（忽略大小写）。对 ID 号的搜索必须准确。对于 GPA，我希望它返回所有适用的内容，但前提是它对我的技能水平来说并不过分复杂。

【参考方案1】：

我建议查看HashMap 数据结构。它允许您将元素存储在映射到某个键的集合中，以便以后可以通过相同的键检索它们。在您的示例中，您可以使用不同的哈希映射来搜索不同的字段。哈希映射的键是字段（即：ID、姓氏或 GPA），值是相应的学生。对于不区分大小写的搜索，请确保在保存对象和检索对象之前将键（姓氏）转换为小写。

存储ID：

Map<String, Student> idToStudent;

键：“23213233”，值：“某位学生”；

要考虑重复名称或 gpa，然后使用以下类型的映射：

Map<String, List<Student>> lastNameToStudents;

键：“smith”，值：[“John Smith”、“Bob Smith”等]

Map<Double, List<Student>> gpaToStudents:

键：“2.4”，值：[“学生 1”、“学生 2”等]；

注意，为了简洁起见，我使用了学生姓名的字符串表示，但实际上这些表示Student 实例。

【讨论】：

很好的信息。绝对是我会调查的。谢谢。

投票。但是重名和GPA会是个问题。

@ggreiner 没有重复的问题，我不能给你的答案投票两次:) 顺便说一句：Guava Multimap 是为这样的结构设计的：'Multimap mMap = ArrayListMultimap.create();'跨度>

【参考方案2】：

对于二分搜索，您需要按照搜索条件对列表进行排序。

您可以维护三个不同的列表，按您需要的三个不同标准排序：

ArrayList<Student> sortedByName;
ArrayList<Student> sortedByGpa;
ArrayList<Student> sortedById;

public List<Student> getStudentByName(String name)
    return binarySearchOnName(sortedByName, name);

public List<Student> getStudentByGpa(double gpa)
    return binarySearchOnGpa(sortedByGpa, gpa);

...

请注意，当您在 ArrayList 中插入一个新 Student 时，您还应该将该 Student 插入到另一个已排序的 ArrayList 中的正确位置。 （当然，您可以使用二分搜索来执行此操作。）

【参考方案3】：

您需要重复还是任意排序？如果没有，请考虑使用 TreeSet 或 HashSet。 TreeSet 提供 O(log(n)) 访问/插入/删除并自动对其元素进行排序（因此迭代它会按排序顺序获取元素。HashSet 提供分期 O(1) 访问/插入/删除，但迭代发生在一些随机顺序（您无法控制）。其中一种听起来是实现目标的最简单方法。

如果您需要按成员搜索，您可能需要一个 HashMap/TreeMap，只要您不介意只获得完全匹配。如果您需要按成员搜索多个成员，您可能需要多个映射，每个要搜索的键一个映射。如果您要使用 ArrayLists 并且想要比 O(n) 查找更好，那么无论如何您都需要多个列表（每个查找参数 1 个列表，按该参数排序）。

最后，O(n) 查找将是迄今为止最简单的。只要列表不会变得太大（想想 10000 个元素而不是 100 个元素），性能就会很好，并且这种方法可以最大限度地减少存储开销。您不希望过早优化——在性能成为问题之前，最好的技术就是遍历列表。

【讨论】：

其实我还没有研究过HashSets或者TreeSets，但是谢谢你的建议。我一定会调查这些。谢谢！

【参考方案4】：

所以我看到一个普遍问题的三个问题。一般问题是您希望能够根据某些标准进行搜索，这三个问题是每个问题的具体情况。因此，唯一保证唯一的字段是学生 ID 字段。这允许我们覆盖 equals + hashcode 方法。我们希望这是我们用来确定相等性的值（至少在这个非常简单的示例中）。通过这样做，您将通过以下调用公开一种无需排序即可在列表中进行搜索的机制：

list.contains(Student);

现在就名称而言，由于不能保证这个值是唯一的，我们想做类似的事情：

 matchedStudents = new ArrayList<Student>();
    for(Student currentStudent : studentList)  
      
        if(currentStudent.getName().equalsIgnoreCase(searchString)  
        
              matchedStudents.add(currentStudent);  
        
      
      return matchedStudents;

就 GPA 而言，我们基本上会重复上面的循环，只是使用 where GPA == searchCriteria 调用。

话虽如此，应该可以编写这样的函数：

function searchStudent(String searchString, String type)  
    
    //type is one of: GPA, name, ID  
    switch(type)  
      
       case gpa:  
       case id:  
       case name:
      
  

这应该让你开始。