用Set代替Array提高性能

原文:medium.com/@bretcamero…

https://juejin.im/post/5d2284dc51882579df4a4cee

為了保證的可讀性,本文采用意譯而非直譯。

我確信有很多開發(fā)人員堅持使用基本的全局對象:數(shù)字,字符串,對象,數(shù)組和布爾值。對于許多用例,這些都是需要的。 但是如果想讓你的代碼盡可能快速和可擴(kuò)展,那么這些基本類型并不總是足夠好。

在本文中,我們將討論JS 中Set對象如何讓代碼更快—?特別擴(kuò)展性方便。Array和Set工作方式存在大量的交叉。但是使用Set會比Array在代碼運(yùn)行速度更有優(yōu)勢。

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Set 有何不同

最根本的區(qū)別是數(shù)組是一個索引集合,這說明數(shù)組中的數(shù)據(jù)值按索引排序。

const arr = [A, B, C, D];console.log(arr.indexOf(A)); // Result: 0console.log(arr.indexOf(C)); // Result: 2復(fù)制代碼

相比之下,set是一個鍵的集合。set不使用索引,而是使用鍵對數(shù)據(jù)排序。set中的元素按插入順序是可迭代的,它不能包含任何重復(fù)的數(shù)據(jù)。換句話說,set中的每一項都必須是惟一的。

主要的好處是什么

set相對于數(shù)組有幾個優(yōu)勢,特別是在運(yùn)行時間方面:

查看元素:使用indexOf()或includes()檢查數(shù)組中的項是否存在是比較慢的。

刪除元素:在Set中,可以根據(jù)每項的的value來刪除該項。在數(shù)組中,等價的方法是使用基于元素的索引的splice()。與前一點一樣,依賴于索引的速度很慢。

保存 NaN:不能使用indexOf()或includes()來查找值NaN,而Set可以保存此值。

刪除重復(fù)項:Set對象只存儲惟一的值,如果不想有重復(fù)項存在,相對于數(shù)組的一個顯著優(yōu)勢,因為數(shù)組需要額外的代碼來處理重復(fù)。

時間復(fù)雜度?

數(shù)組用來搜索元素的方法時間復(fù)雜度為0(N)。換句話說,運(yùn)行時間的增長速度與數(shù)據(jù)大小的增長速度相同。

相比之下,Set用于搜索、刪除和插入元素的方法的時間復(fù)雜度都只有O(1),這意味著數(shù)據(jù)的大小實際上與這些方法的運(yùn)行時間無關(guān)。

Set 究竟有多快?

雖然運(yùn)行時間可能會有很大差異,具體取決于所使用的系統(tǒng),所提供數(shù)據(jù)的大小以及其他變量,但我希望我的測試結(jié)果能夠讓你真實地了解Set的速度。 我將分享三個簡單的測試和我得到的結(jié)果。

準(zhǔn)備測試

在運(yùn)行任何測試之前,創(chuàng)建一個數(shù)組和一個 Set,每個數(shù)組和 Set 都有100萬個元素。為了簡單起見,我從0開始,一直數(shù)到999999。

let arr = [], set = new Set(), n = 1000000;for (let i = 0; i < n; i++) {? arr.push(i);? set.add(i);}復(fù)制代碼

測試1:查找元素

我們搜索數(shù)字123123

let result;console.time('Array'); result = arr.indexOf(123123) !== -1; console.timeEnd('Array');console.time('Set'); result = set.has(123123); console.timeEnd('Set');復(fù)制代碼

Array: 0.173ms

Set: 0.023ms

Set速度快了7.54倍

測試2:添加元素

console.time('Array'); arr.push(n);console.timeEnd('Array');console.time('Set'); set.add(n);console.timeEnd('Set');復(fù)制代碼

Array: 0.018ms

Set: 0.003ms

Set速度快了6.73倍

測試3:刪除元素

最后,刪除一個元素,由于數(shù)組沒有內(nèi)置方法,首先先創(chuàng)建一個輔助函數(shù):

const deleteFromArr = (arr, item) => {? let index = arr.indexOf(item);? return index !== -1 && arr.splice(index, 1);};復(fù)制代碼

這是測試的代碼:

console.time('Array'); deleteFromArr(arr, n);console.timeEnd('Array');console.time('Set'); set.delete(n);console.timeEnd('Set');復(fù)制代碼

Array: 1.122ms

Set: 0.015ms

Set速度快了74.13倍

總的來說,我們可以看到,使用Set極大地改善運(yùn)行時間。再來看看一些Set有用的實際例子。

案例1:從數(shù)組中刪除重復(fù)的值

如果想快速地從數(shù)組中刪除重復(fù)的值,可以將其轉(zhuǎn)換為一個Set。這是迄今為止過濾惟一值最簡潔的方法:

const duplicateCollection = ['A', 'B', 'B', 'C', 'D', 'B', 'C'];// 將數(shù)組轉(zhuǎn)換為 Setlet uniqueCollection = new Set(duplicateCollection);console.log(uniqueCollection) // Result: Set(4) {"A", "B", "C", "D"}// 值保存在數(shù)組中l(wèi)et uniqueCollection = [...new Set(duplicateCollection)];console.log(uniqueCollection) // Result: ["A", "B", "C", "D"]復(fù)制代碼

案例2:谷歌面試問題

問題:

給定一個整數(shù)無序數(shù)組和變量sum,如果存在數(shù)組中任意兩項和使等于sum的值,則返回true。否則,返回false。例如,數(shù)組[3,5,1,4]和sum = 9,函數(shù)應(yīng)該返回true,因為4 + 5 = 9。

解答

解決這個問題的一個很好的方法是遍歷數(shù)組,創(chuàng)建Set保存相對差值。

當(dāng)我們遇到3時,我們可以把6加到Set中, 因為我們知道我們需要找到9的和。然后,每當(dāng)我們接觸到數(shù)組中的新值時,我們可以檢查它是否在Set中。當(dāng)遇到5時,在 Set 加上4。最后,當(dāng)我們最終遇到4時,可以在Set中找到它,就返回true。

const findSum = (arr, val) => {? let searchValues = new Set();? searchValues.add(val - arr[0]);? for (let i = 1, length = arr.length; i < length; i++) {? ? let searchVal = val - arr[i];? ? if (searchValues.has(arr[i])) {? ? ? return true;? ? } else {? ? ? searchValues.add(searchVal);? ? }? };? return false;};復(fù)制代碼

簡潔的版本:

const findSum = (arr, sum) =>? arr.some((set => n => set.has(n) || !set.add(sum - n))(new Set));復(fù)制代碼

因為Set.prototype.has()的時間復(fù)雜度僅為O(1),所以使用 Set 來代替數(shù)組,最終使整個解決方案的線性運(yùn)行時為O(N)。

如果使用Array.prototype.indexOf()或Array.prototype.includes(),它們的時間復(fù)雜度都為 O(N),則總運(yùn)行時間將為O(N2),慢得多!

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