より高速な実装:活用 String.regionMatches()
正規表現の使用は比較的遅くなる可能性があります。あるケースでチェックしたいだけなら、(遅い)ことは問題ではありません。しかし、配列または数千または数十万の文字列のコレクションがある場合、処理がかなり遅くなる可能性があります。
以下に示す解決策では、正規表現も使用していませんtoLowerCase()
(これも、別の文字列を作成し、チェック後にそれらを捨てるだけなので低速です)。
このソリューションは、未知のように見えるString.regionMatches()メソッドに基づいています。2つのString
リージョンが一致するかどうかをチェックしますが、重要なのは、便利なignoreCase
パラメーターを持つオーバーロードがあることです。
public static boolean containsIgnoreCase(String src, String what) {
final int length = what.length();
if (length == 0)
return true; // Empty string is contained
final char firstLo = Character.toLowerCase(what.charAt(0));
final char firstUp = Character.toUpperCase(what.charAt(0));
for (int i = src.length() - length; i >= 0; i--) {
// Quick check before calling the more expensive regionMatches() method:
final char ch = src.charAt(i);
if (ch != firstLo && ch != firstUp)
continue;
if (src.regionMatches(true, i, what, 0, length))
return true;
}
return false;
}
速度分析
この速度分析は、ロケットサイエンスであることを意味するのではなく、さまざまな方法がどれほど高速であるかを大まかに示しただけです。
5つの方法を比較します。
- 私たちのcontainsIgnoreCase()メソッド。
- 両方の文字列を小文字に変換して呼び出します
String.contains()
。
- ソース文字列を小文字に変換
String.contains()
し、事前にキャッシュされた小文字の部分文字列を使用して呼び出します。このソリューションは、事前定義のサブストリングをテストするため、すでにそれほど柔軟ではありません。
- 正規表現の使用(受け入れられた回答
Pattern.compile().matcher().find()
...)
- 正規表現を使用しますが、事前に作成され、キャッシュされてい
Pattern
ます。このソリューションは、事前定義されたサブストリングをテストするため、すでにそれほど柔軟ではありません。
結果(メソッドを1000万回呼び出すことにより):
- 私たちの方法:670 ms
- 2x toLowerCase()およびcontains():2829ミリ秒
- 1x toLowerCase()およびcontains()、キャッシュされたサブストリング:2446ミリ秒
- 正規表現:7180ミリ秒
- キャッシュ付きの正規表現
Pattern
:1845ミリ秒
テーブルの結果:
RELATIVE SPEED 1/RELATIVE SPEED
METHOD EXEC TIME TO SLOWEST TO FASTEST (#1)
------------------------------------------------------------------------------
1. Using regionMatches() 670 ms 10.7x 1.0x
2. 2x lowercase+contains 2829 ms 2.5x 4.2x
3. 1x lowercase+contains cache 2446 ms 2.9x 3.7x
4. Regexp 7180 ms 1.0x 10.7x
5. Regexp+cached pattern 1845 ms 3.9x 2.8x
私たちの方法は、小文字とを使用する場合に比べて4倍contains()
、正規表現を使用する場合と比較して10倍速く、さらにPattern
が事前にキャッシュされている場合でも3倍高速です(任意のサブストリングをチェックする柔軟性が失われます)。
分析テストコード
分析の実行方法に興味がある場合は、実行可能な完全なアプリケーションを次に示します。
import java.util.regex.Pattern;
public class ContainsAnalysis {
// Case 1 utilizing String.regionMatches()
public static boolean containsIgnoreCase(String src, String what) {
final int length = what.length();
if (length == 0)
return true; // Empty string is contained
final char firstLo = Character.toLowerCase(what.charAt(0));
final char firstUp = Character.toUpperCase(what.charAt(0));
for (int i = src.length() - length; i >= 0; i--) {
// Quick check before calling the more expensive regionMatches()
// method:
final char ch = src.charAt(i);
if (ch != firstLo && ch != firstUp)
continue;
if (src.regionMatches(true, i, what, 0, length))
return true;
}
return false;
}
// Case 2 with 2x toLowerCase() and contains()
public static boolean containsConverting(String src, String what) {
return src.toLowerCase().contains(what.toLowerCase());
}
// The cached substring for case 3
private static final String S = "i am".toLowerCase();
// Case 3 with pre-cached substring and 1x toLowerCase() and contains()
public static boolean containsConverting(String src) {
return src.toLowerCase().contains(S);
}
// Case 4 with regexp
public static boolean containsIgnoreCaseRegexp(String src, String what) {
return Pattern.compile(Pattern.quote(what), Pattern.CASE_INSENSITIVE)
.matcher(src).find();
}
// The cached pattern for case 5
private static final Pattern P = Pattern.compile(
Pattern.quote("i am"), Pattern.CASE_INSENSITIVE);
// Case 5 with pre-cached Pattern
public static boolean containsIgnoreCaseRegexp(String src) {
return P.matcher(src).find();
}
// Main method: perfroms speed analysis on different contains methods
// (case ignored)
public static void main(String[] args) throws Exception {
final String src = "Hi, I am Adam";
final String what = "i am";
long start, end;
final int N = 10_000_000;
start = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++)
containsIgnoreCase(src, what);
end = System.nanoTime();
System.out.println("Case 1 took " + ((end - start) / 1000000) + "ms");
start = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++)
containsConverting(src, what);
end = System.nanoTime();
System.out.println("Case 2 took " + ((end - start) / 1000000) + "ms");
start = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++)
containsConverting(src);
end = System.nanoTime();
System.out.println("Case 3 took " + ((end - start) / 1000000) + "ms");
start = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++)
containsIgnoreCaseRegexp(src, what);
end = System.nanoTime();
System.out.println("Case 4 took " + ((end - start) / 1000000) + "ms");
start = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++)
containsIgnoreCaseRegexp(src);
end = System.nanoTime();
System.out.println("Case 5 took " + ((end - start) / 1000000) + "ms");
}
}