Java数组中统计不同元素的个数及频率258

在Java编程中，经常会遇到需要处理数组并统计其中不同元素个数以及每个元素出现频率的需求。这篇文章将深入探讨几种高效的方法来解决这个问题，并分析其时间复杂度和空间复杂度，帮助你选择最适合你场景的方案。

方法一：使用HashMap

HashMap是一种键值对的数据结构，非常适合用于统计元素频率。我们可以遍历数组，将每个元素作为键，其出现的次数作为值存储在HashMap中。如果某个元素已经存在，则将其对应的值加1；否则，将其添加到HashMap中，值为1。```java
import ;
import ;
public class CountUniqueElements {
public static Map countUniqueElements(int[] arr) {
Map elementCounts = new HashMap();
for (int element : arr) {
(element, (element, 0) + 1);
}
return elementCounts;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 1};
Map counts = countUniqueElements(arr);
("元素及其出现次数： " + counts);
int uniqueCount = ();
("不同元素个数: " + uniqueCount);
}
}
```

这段代码首先创建了一个HashMap来存储元素及其计数。然后，它迭代数组中的每个元素，使用`getOrDefault`方法检查该元素是否已存在于HashMap中。如果存在，则增加其计数；否则，将其添加到HashMap中，计数为1。最后，它返回包含元素及其计数的HashMap。`main`方法演示了如何使用该函数并打印结果，包括不同元素的个数。

这种方法的时间复杂度为O(n)，其中n是数组的长度，因为我们需要遍历数组一次。空间复杂度也为O(k)，其中k是不同元素的个数。在最坏情况下，k等于n（所有元素都不同）。

方法二：使用Stream API

Java 8引入了Stream API，提供了一种更简洁的方式来处理集合。我们可以使用Stream API来统计不同元素的个数和频率：```java
import ;
import ;
import ;
import ;
public class CountUniqueElementsStream {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 1};
Map counts = (arr)
.boxed()
.collect(((), ()));
("元素及其出现次数： " + counts);
("不同元素个数: " + ());
}
}
```

这段代码首先将int数组转换为Integer数组，然后使用`groupingBy`收集器将元素分组，并使用`counting`收集器计算每个组中的元素个数。最后，它打印元素及其计数，以及不同元素的个数。这种方法同样具有O(n)的时间复杂度和O(k)的空间复杂度。

方法三：排序后遍历 (适用于有序数组或预先排序的情况)

如果数组已经排序或者可以预先排序，我们可以通过遍历数组并比较相邻元素来统计不同元素的个数。这种方法对于有序数组效率较高。```java
import ;
public class CountUniqueElementsSorted {
public static int countUniqueElementsSorted(int[] arr) {
if ( == 0) return 0;
(arr);
int uniqueCount = 1;
for (int i = 1; i < ; i++) {
if (arr[i] != arr[i - 1]) {
uniqueCount++;
}
}
return uniqueCount;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 1};
(arr); //预先排序
int uniqueCount = countUniqueElementsSorted(arr);
("不同元素个数: " + uniqueCount);
}
}
```