如何从两个List中筛选出相同的值

摘要：转换为社保卡和，从二者中找出匹配的社保卡。准备初始化数据小明小红小王小目标从中筛选出中存在的卡片遍历很容易看出，时间复杂度采用通过观察发现，两个取相同的部分时，每次都遍历两个。

现有社保卡和身份证若干，想要匹配筛选出一一对应的社保卡和身份证。
转换为List<社保卡> socialList,和List idList，从二者中找出匹配的社保卡。

创建社保卡类

/**
 * @author Ryan Miao
 */
class SocialSecurity{
    private Integer id;//社保号码
    private Integer idCard;//身份证号码
    private String somethingElse;

    public SocialSecurity(Integer id, Integer idCard, String somethingElse) {
        this.id = id;
        this.idCard = idCard;
        this.somethingElse = somethingElse;
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public Integer getIdCard() {
        return idCard;
    }

    public String getSomethingElse() {
        return somethingElse;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "SocialSecurity{" +
                "id=" + id +
                ", idCard=" + idCard +
                ", somethingElse="" + somethingElse + """ +
                "}";
    }
}

创建身份证类

class IdCard {
    private Integer id;//身份证号码
    private String somethingElse;

    public IdCard(Integer id, String somethingElse) {
        this.id = id;
        this.somethingElse = somethingElse;
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public String getSomethingElse() {
        return somethingElse;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "IdCard{" +
                "id=" + id +
                ", somethingElse="" + somethingElse + """ +
                "}";
    }
}

只要做两轮循环即可。
准备初始化数据：

private ArrayList socialSecurities;
private ArrayList idCards;

@Before
public void setUp(){
    socialSecurities = Lists.newArrayList(
            new SocialSecurity(1, 12, "小明"),
            new SocialSecurity(2, 13, "小红"),
            new SocialSecurity(3, 14, "小王"),
            new SocialSecurity(4, 15, "小peng")
    );

    idCards = Lists.newArrayList(
            new IdCard(14, "xiaopeng"),
    new IdCard(13, "xiaohong"),
    new IdCard(12, "xiaoming")
    );

    //目标： 从socialSecurities中筛选出idCards中存在的卡片
}

遍历

 @Test
public void testFilterForEach(){
    List result = new ArrayList<>();
    int count = 0;
    for (SocialSecurity socialSecurity : socialSecurities) {
        for (IdCard idCard : idCards) {
            count++;
            if (socialSecurity.getIdCard().equals(idCard.getId())){
                result.add(socialSecurity);
            }
        }
    }

    System.out.println(result);
    System.out.println(count);//12 = 3 * 4
    //O(m,n) = m*n;
}

很容易看出，时间复杂度O(m,n)=m*n.

通过观察发现，两个list取相同的部分时，每次都遍历两个list。那么，可以把判断条件放入Hash中，判断hash是否存在来代替遍历查找。

@Test
public void testFilterHash(){
    Set ids = idCards
            .stream()
            .map(IdCard::getId)
            .collect(Collectors.toSet());
    List result = socialSecurities
            .stream()
            .filter(e->ids.contains(e.getIdCard()))
            .collect(Collectors.toList());

    System.out.println(result);
    //初始化 hash 3
    //遍历socialSecurities 4
    //从hash中判断key是否存在  4
    //O(m,n)=2m+n=11
}

如此，假设hash算法特别好，hash的时间复杂度为O(n)=n。如此推出这种做法的时间复杂度为O(m,n)=2m+n. 当然，更重要的是这种写法更让人喜欢，天然不喜欢嵌套的判断，喜欢扁平化的风格。

想当然的以为，hash肯定会比遍历快，因为是hash啊。其实，可以算算比较结果。比较什么时候2m+n < m*n。
从数据归纳法的角度，n必须大于2，不然即演变程2m+2 < 2m。于是，当n>2时：

@Test
public void testCondition(){
    int maxN = 0;
    for (int m = 2; m < 100; m++) {
        for (int n = 3; n < 100; n++) {
            if ((2*m+n)>m*n){
                System.out.println("m="+m +",n="+n);
                if (n>maxN){
                    maxN = n;
                }
            }
        }
    }

    System.out.println(maxN);
}

结果是：

m=2,n=3
3

也就是说n<=3的时候，遍历要比hash快。事实上还要更快，因为hash还需要创建更多的对象。然而，大部分情况下，n也就是第二个数组的长度是大于3的。这就是为什么说hash要更好写。当然，另一个很重要的原因是lambda stream的运算符号远比嵌套循环让人喜爱。