Java数组中查找唯一元素和重复元素的多种方法347

在Java编程中，处理数组是家常便饭。经常会遇到需要识别数组中不同元素或重复元素的情况。这篇文章将深入探讨几种高效的方法来查找Java数组中的唯一元素和重复元素，并比较它们的优缺点。

首先，我们需要明确“不同元素”和“重复元素”的定义。在本文中，“不同元素”指的是在数组中只出现一次的元素；而“重复元素”指的是在数组中出现多次的元素。 我们将会针对整数数组进行讲解，但这些方法很容易扩展到其他数据类型，例如字符串或自定义对象。

方法一：使用HashSet

HashSet是Java集合框架中一个强大的工具，它不允许包含重复元素。我们可以利用这个特性来高效地找到数组中唯一的元素。 以下代码演示了如何使用HashSet来找到数组中的唯一元素：```java
import ;
import ;
import ;
public class UniqueElements {
public static Set findUniqueElements(int[] arr) {
Set uniqueElements = new HashSet();
for (int num : arr) {
(num);
}
return uniqueElements;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 2, 3, 4, 4, 5, 1, 6};
Set unique = findUniqueElements(arr);
("Unique elements: " + unique); // Output: Unique elements: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
}
}
```

这段代码首先创建一个空的HashSet。然后，它迭代数组中的每个元素，并尝试将其添加到HashSet中。由于HashSet不允许重复元素，如果元素已经存在，add()方法将不会添加它。最终，HashSet将只包含数组中的唯一元素。

这种方法的时间复杂度为O(n)，其中n是数组的长度，因为我们只需要遍历数组一次。空间复杂度也为O(n)，在最坏情况下，所有元素都是唯一的。

方法二：使用HashMap计数

如果我们需要找到数组中所有元素的出现次数，包括重复元素，HashMap是一个更好的选择。我们可以使用HashMap来存储每个元素及其出现的次数。```java
import ;
import ;
public class ElementCounts {
public static Map countElements(int[] arr) {
Map counts = new HashMap();
for (int num : arr) {
(num, (num, 0) + 1);
}
return counts;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 2, 3, 4, 4, 5, 1, 6};
Map counts = countElements(arr);
("Element counts: " + counts); // Output: Element counts: {1=2, 2=2, 3=1, 4=2, 5=1, 6=1}
}
}
```

这段代码使用HashMap存储每个元素及其计数。getOrDefault(num, 0)方法确保即使元素第一次出现，我们也能正确地增加计数。 通过遍历HashMap，我们可以轻松地识别出出现次数为1的唯一元素和出现次数大于1的重复元素。

此方法的时间复杂度也为O(n)，空间复杂度也为O(n)在最坏情况下。

方法三：排序后查找

通过对数组进行排序，我们可以更容易地识别重复元素。排序后，相同的元素将相邻排列。```java
import ;
import ;
import ;
public class SortAndFind {
public static Set findUniqueElementsSorted(int[] arr) {
(arr);
Set uniqueElements = new HashSet();
for (int i = 0; i < ; i++) {
if (i == 0 || arr[i] != arr[i - 1]) {
(arr[i]);
}
}
return uniqueElements;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 2, 3, 4, 4, 5, 1, 6};
Set unique = findUniqueElementsSorted(arr);
("Unique elements (sorted): " + unique); // Output: Unique elements (sorted): [1, 2, 3, 4, 5, 6]
}
}
```

此方法首先对数组进行排序（时间复杂度为O(n log n)），然后遍历排序后的数组，只添加与前一个元素不同的元素到HashSet中。 虽然排序增加了时间复杂度，但在某些情况下，这种方法仍然有效。

本文介绍了三种在Java数组中查找唯一元素和重复元素的方法。HashSet方法最为简洁高效，适用于只需要找到唯一元素的情况。HashMap方法适用于需要统计每个元素出现次数的情况。排序方法则在需要同时处理唯一和重复元素并且数组已排序或排序代价可接受的情况下比较适用。 选择哪种方法取决于具体的应用场景和对时间和空间复杂度的要求。

2025-08-12

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