一日一技：在 Golang 中如何快速判断字符串是否在一个数组中

在使用 Python 的时候，如果要判断一个字符串是否在另一个包含字符串的列表中，可以使用in 关键词，例如：

name_list = ['pm', 'kingname', '青南']
if 'kingname' in name_list:
    print('kingname 在列表里面')

但是，Golang 是没有in这个关键词的，所以如果要判断一个字符串数组中是否包含一个特定的字符串，就需要一个一个对比：

package main

import "fmt"


func in(target string, str_array []string) bool {
     for _, element := range str_array{
        if target == element{
            return true
        }
    }
    return false
}

func main(){
    name_list := []string{"pm", "kingname", "青南"}
    target1 := "kingname"
    target2 := "产品经理"
    result := in(target1, name_list)
    fmt.Println("kingname 是否在 name_list 中：", result)
    result = in(target2, name_list)
    fmt.Println("产品经理是否在 name_list 中：", result)
}

运行效果如下图所示：

但这种方式有一个弊端，就是要遍历整个字符串数组。如果数组里面有100万条数据，那么平均要遍历50万次才能找到。这是一个非常费时间的操作。

有没有什么办法可以优化这个操作呢？

如果是有序的整型数组，那么我们可以使用二分查找，把时间复杂度O(n)降到对数时间复杂度。字符串能不能也这样操作呢？实际上是可以的。

在 Golang 中，有一个排序模块sort，它里面有一个sort.Strings()函数，可以对字符串数组进行排序。同时，还有一个sort.SearchStrings()[1]函数，会用二分法在一个有序字符串数组中寻找特定字符串的索引。

结合两个函数，我们可以实现一个更高效的算法：

package main

import (
        "fmt"
        "sort"
    )


func in(target string, str_array []string) bool {
    sort.Strings(str_array)
    index := sort.SearchStrings(str_array, target)
    if index < len(str_array) && str_array[index] == target {
        return true
    }
    return false
}

func main(){
    name_list := []string{"pm", "kingname", "青南"}
    target1 := "kingname"
    target2 := "产品经理"
    result := in(target1, name_list)
    fmt.Println("kingname 是否在 name_list 中：", result)
    result = in(target2, name_list)
    fmt.Println("产品经理是否在 name_list 中：", result)
}

运行效果如下图所示：

其中，sort.Strings是一个 in-place 的修改方式，是直接修改的 str_array。修改以后str_array变成有序的字符串数组。接下来通过二分查找快速定位。如果找到了，那么返回目标字符串在排序后的列表中第一次出现的索引。如果没有找到，那么返回数组中最后一个元素的索引。所以只要 index 小于最后一个元素的索引，那么目标字符串肯定存在；如果等于最后一个元素的索引，但是值不等于最后一个元素，那么目标字符串就不存在于字符串数组中。

通过先排序再查询的方式，对于100万个元素的字符串数组，只需要查询20次左右就能确认字符串是否存在。速度大大提升。

最后考大家一个思考题。name_list一开始是乱序的字符串数组，在上图第23行，如果打印一下 name_list，打印出来的是经过排序的，还是没有经过排序的字符串数字？

参考资料

[1]

sort.SearchStrings(): https://golang.org/pkg/sort/#SearchStrings