1. 概述
在Java开发中，我们经常需要处理字符串操作，其中一项常见任务就是：从目标字符串中移除所有出现在另一个字符串中的字符。这类问题看似简单，但实现方式直接影响性能。
本文将探讨几种不同的实现方案，并分析它们的性能差异。每种方案都经过实战验证，并附有完整的代码示例。
2. 问题场景
先看一个具体例子，假设有两个字符串：
String STRING = "a b c d e f g h i j";
String OTHER = "bdfhj";
我们的目标是：移除STRING中所有出现在OTHER里的字符，最终得到：
"a c e g i "
注意观察结果：
- 原字符串中的空格被保留
- 被移除的字符位置变成了空位（不是删除字符后压缩字符串）
接下来我们将用三种方案解决这个问题，并对比它们的效率。
3. 方案一：嵌套循环
最直观的思路是：
- 将两个字符串转为字符数组
- 遍历目标字符串的每个字符
- 对每个字符，在另一个字符串中查找是否存在
- 只保留不存在的字符
代码实现如下：
String nestedLoopApproach(String theString, String other) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (char c : theString.toCharArray()) {
boolean found = false;
for (char o : other.toCharArray()) {
if (c == o) {
found = true;
break;
}
}
if (!found) {
sb.append(c);
}
}
return sb.toString();
}
⚠️ 关键点：
- 使用
StringBuilder而非字符串拼接（+操作符），避免创建大量临时对象 - 内层循环找到匹配后立即
break，减少不必要的遍历
测试验证：
String result = nestedLoopApproach(STRING, OTHER);
assertEquals("a c e g i ", result);
✅ 测试通过，但性能分析显示：
- 时间复杂度：O(n²)
- 当字符串较长时，性能会急剧下降
4. 方案二：使用indexOf()优化
方案一中内层循环可以用String.indexOf()方法替代，这个方法会：
- 返回字符在字符串中的位置
- 如果不存在则返回
-1
优化后的代码更简洁：
String loopAndIndexOfApproach(String theString, String other) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (char c : theString.toCharArray()) {
if (other.indexOf(c) == -1) {
sb.append(c);
}
}
return sb.toString();
}
测试验证：
String result = loopAndIndexOfApproach(STRING, OTHER);
assertEquals("a c e g i ", result);
✅ 测试通过，但性能分析：
- 代码更简洁易读
- 时间复杂度仍是O(n²)（因为
indexOf()内部也是循环实现） - 实际运行效率可能略优于方案一（JVM优化）
5. 方案三：使用HashSet
要突破O(n²)的性能瓶颈，需要引入更高效的数据结构。HashSet的contains()方法时间复杂度为O(1)，非常适合这个场景。
实现思路：
- 将OTHER字符串的所有字符存入HashSet
- 遍历STRING字符串，用HashSet快速判断字符是否需要保留
String hashSetApproach(String theString, String other) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Set<Character> set = new HashSet<>(other.length());
for (char c : other.toCharArray()) {
set.add(c);
}
for (char i : theString.toCharArray()) {
if (set.contains(i)) {
continue;
}
sb.append(i);
}
return sb.toString();
}
性能分析：
- 构建HashSet：O(n)
- 遍历STRING并检查：O(n)
- 总时间复杂度：O(n)
测试验证：
String result = hashSetApproach(STRING, OTHER);
assertEquals("a c e g i ", result);
✅ 测试通过，性能对比： | 方案 | 时间复杂度 | 适用场景 | |------|------------|----------| | 嵌套循环 | O(n²) | 短字符串，简单场景 | | indexOf | O(n²) | 代码可读性优先 | | HashSet | O(n) | 生产环境首选 |
6. 总结
我们对比了三种实现方案：
- 嵌套循环：简单粗暴但性能差，适合快速原型
- indexOf优化：代码更简洁，性能无本质提升
- HashSet方案：性能最优，推荐在生产环境使用
关键经验：
- ❌ 避免在循环中使用字符串拼接
- ✅ 善用Java集合类优化算法
- ⚠️ 小数据量时性能差异不明显，大数据量时HashSet优势显著
完整代码示例已上传至GitHub仓库，可直接运行测试验证。