将List中前n个元素放入数组中的最快方法

Question

如何以最快的方式获取存储在数组中的列表的前n个元素？

将其视为以下情况：

int n = 10;
ArrayList<String> in = new ArrayList<>();
for(int i = 0; i < (n+10); i++)
  in.add("foobar");

选项1：

String[] out = new String[n];
for(int i = 0; i< n; i++)
    out[i]=in.get(i);

选项2：

String[] out = (String[]) (in.subList(0, n)).toArray();

方案3： 有没有更快的方法？也许可以使用Java8流吗？

- Joel

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我认为这取决于平台和JVM，你应该自己尝试进行基准测试。 - Elliott Frisch

为什么要依赖于JVM？我该如何计算复杂度？ - Joel

复杂度很简单。它是O(n)。实际性能会有所不同。 - Elliott Frisch

两者基本上做的是相同的事情，如果你查看subList和toArray的源代码。 - njzk2

只是说一下：如果 n 不至少是百万级别，那么复杂度与所花费的时间无关。实际上，如果这段代码不至少被使用数千次，那么它的性能与你正在开发的应用程序无关。所以，很可能你应该更多地考虑可读性而不是性能。 - undefined

现在，如果你真的处于性能至关重要的情况下（我指的是数十亿个项目和调用），请使用选项1：代码更简单，因此JIT应该工作得更好。但是，在尝试改进代码之前，始终要对整个代码的性能进行分析：时间通常主要消耗在网络通信、IO或我们没有考虑到的地方。 - undefined

Answer 1

假设：

list - List<String>

使用Java 8 Streams，

• 获取列表中前N个元素到一个列表中：

  List<String> firstNElementsList = list.stream().limit(n).collect(Collectors.toList());

• 将列表中前N个元素放入一个数组中：

  String[] firstNElementsArray = list.stream().limit(n).collect(Collectors.toList()).toArray(new String[n]);

- src3369

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为什么这个比#1更快？ - Joel

如果我只有一个元素，而我使用以上的流式处理方式，那么我得到的是一个元素和null。 - jagamot

如果N小于数组大小，请使用toArray(String[]::new)。 - Björn Lindqvist

.limit(n).toList() 运行得非常好。 - BadPiggie

Answer 2

选项1比选项2更快

因为选项2创建了一个新的List引用，然后从List创建了一个n元素的数组（选项1完美地调整了输出数组的大小）。不过，首先需要修复偏移1个单位的错误。使用<（而不是<=）。例如：

String[] out = new String[n];
for(int i = 0; i < n; i++) {
    out[i] = in.get(i);
}

- Elliott Frisch

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令人惊讶的是，subList 方法不会拷贝列表。它仅提供了对现有列表的视图。 - njzk2

除非该视图是无操作的，否则我认为选项1应该更快。 - Elliott Frisch

创建视图基本上是创建一个带有几个变量的对象。没有循环，没有复制，实际上并不多。 - njzk2

toArray有点复杂。 - Elliott Frisch

而且更加安全，具有实际的边界检查（例如如果 n >= in.size()，或者如果有人同时更改了列表）。 - njzk2

Answer 3

这主要取决于n的大小。

如果n==0，那么选项#1是最好的选择 :)

如果n非常大，toArray(new String[n])会更快。

- ZhongYu

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范围 n 大约为 1-5，而 in 列表的大小大约是原来的两倍。 - Joel

非常确定选择方案＃1。 - ZhongYu

Answer 4

选项3

迭代器比使用get操作更快，因为get操作如果需要进行遍历，则必须从头开始。在ArrayList中可能不会有任何区别，但其他数据结构可能会看到明显的速度差异。这也适用于不是列表的东西，比如集合。

String[] out = new String[n];
Iterator<String> iterator = in.iterator();
for (int i = 0; i < n && iterator.hasNext(); i++)
    out[i] = iterator.next();

- Jack Cole

Answer 5

在你的列表上使用.take(n)操作符

- FarVoyager

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请详细说明您指的是哪个方法？在List接口中没有叫做这样的方法。 - vanje

这可以是一个注释。 - Jimale Abdi

@vanje 看起来这个扩展只在 Kotlin 上可用，抱歉让你感到困惑。不过我希望这个答案能够留在这里，因为作为 Kotlin 用户的我也在寻找这个函数时来到了这里。所以其他 Kotlin 用户可以来到这个主题并得到答案。 - FarVoyager

Answer 6

arrayList.stream().limit(n).toArray();

n = maxSize in length

这将帮助您获得所需数组的最大大小。

- Sai Nikhil A

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为什么这个选项比其他选项更快？ - Joel

Answer 7

Use: Arrays.copyOf(yourArray,n);

- user2280949