Java中怎么记数？数组、集合、循环哪种方法更高效？

在Java中实现计数功能是编程中的常见需求,无论是统计元素出现次数、记录循环迭代次数，还是计算业务指标，都需要掌握多种计数方法，本文将系统介绍Java中实现计数的核心技巧，涵盖基础语法、数据结构选择及高级应用场景。

基础计数方式：变量与循环

最简单的计数方式是通过声明整型变量并配合循环结构实现,使用for循环遍历数组时，可通过自增变量记录迭代次数：

int count = 0;
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    count++;
}

这种方式的优点是直观高效,适用于需要简单计数的场景，但需要注意，当计数逻辑复杂时，建议将计数变量声明在循环外部，避免重复声明导致的内存浪费。

容器计数：Map与集合框架

当需要统计元素出现频率时,HashMap是理想选择，通过键值对存储元素及其出现次数，代码实现如下：

Map<String, Integer> frequencyMap = new HashMap<>();
List<String> items = Arrays.asList("apple", "banana", "apple", "orange");
for (String item : items) {
    frequencyMap.put(item, frequencyMap.getOrDefault(item, 0) + 1);
}

此方法特别适合处理字符串、对象等复杂数据类型，若需保持插入顺序，可改用LinkedHashMap；若需要自然排序，则可选择TreeMap。

原子计数：并发环境下的安全计数

在多线程环境中,普通变量计数会出现线程安全问题，Java提供了AtomicInteger等原子类，确保计数的原子性：

AtomicInteger atomicCount = new AtomicInteger(0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    atomicCount.incrementAndGet();
}

AtomicInteger通过CAS（Compare-And-Swap）机制实现无锁并发，性能优于synchronized关键字，适合高并发场景。

流式计数：Java 8函数式编程

利用Stream API可以优雅地实现集合计数，代码更简洁：

long evenCount = IntStream.range(1, 100)
                         .filter(x -> x % 2 == 0)
                         .count();

对于分组统计,可使用Collectors.groupingBy：

Map<String, Long> wordCounts = words.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(
        Function.identity(),
        Collectors.counting()
    ));

这种方式结合了函数式编程的优势,代码可读性更强。

高级计数工具：第三方库与统计框架

在复杂统计场景中,可借助第三方库实现高级计数功能，Apache Commons Math的Frequency类支持多种数据类型的频率统计：

Frequency frequency = new Frequency();
frequency.addValue(1);
frequency.addValue(2);
frequency.addValue(1);
System.out.println(frequency.getCount(1)); // 输出2

对于大数据量计数,还可考虑使用布隆过滤器（Bloom Filter）等概率数据结构，在内存占用和准确性间取得平衡。

计数优化技巧

1. 选择合适的数据类型：对于小范围计数，使用byte或short可节省内存。
2. 避免装箱拆箱：在泛型集合中优先使用AtomicInteger而非Integer，减少性能损耗。
3. 批量处理：对于大规模数据，采用批量计数策略减少IO操作。
4. 缓存中间结果：在复杂计算中缓存计数结果，避免重复计算。

掌握这些计数方法后,开发者可根据具体场景选择最优方案，从基础变量到高级框架，Java提供了丰富的工具支持各种计数需求，合理运用这些技术可以显著提升代码质量和执行效率。