计算字符串中的元音

在编程中，计算字符串中元音的数量是一个非常基本的需求。在这个问题中，我们需要会计算一个字符串中元音字母a，e，i，o和u的数量。

约定

• 我们只考虑英文字母，并不考虑大小写字母的区别。也就是说，我们认为'A'和'a'都是元音字母'a'。
• 我们需要计算一个字符串中所有的元音字母数量，多个相同元音字母算多个，例如"aeiou"中每个元音字母数量都是1。

解法

方法1：暴力遍历

第一种解法是使用暴力遍历字符串，检查每个字符是否是元音字母。如果是，将计数器加一。具体实现可以参考以下代码：

public static int countVowel1(String s) {
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        char ch = s.charAt(i);
        if (ch == 'a' || ch == 'A' || ch == 'e' || ch == 'E' ||
            ch == 'i' || ch == 'I' || ch == 'o' || ch == 'O' ||
            ch == 'u' || ch == 'U') {
            count++;
        }
    }
    return count;
}

可以看到，这段代码使用了一个计数器count，遍历字符串s的每个字符，逐一检查是否是元音字母。如果是，计数器count加1。最终，函数返回count的值，即元音字母出现的总次数。

方法2：正则表达式

另一种解法是使用正则表达式，匹配元音字母的正则表达式可以写成"[aeiouAEIOU]"。实现代码如下：

public static int countVowel2(String s) {
    String regex = "[aeiouAEIOU]";
    Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    Matcher matcher = pattern.matcher(s);
    int count = 0;
    while (matcher.find()) {
        count++;
    }
    return count;
}

这段代码使用java.util.regex包中的类来匹配正则表达式，具体使用方法与java中使用正则表达式的方法类似。matcher.find()会在字符串s中查找符合正则表达式的下一个子序列。如果找到了，计数器count加一。最终，函数返回count的值，即元音字母出现的总次数。

性能比较

我们可以编写一个简单的测试程序来测试上述两种解法的性能。程序如下：

public static void main(String[] args) {
    String s = "Calculating the number of vowels in string in Java.";
    int n = 1000000;

    long start1 = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        countVowel1(s);
    }
    long end1 = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("方法1：" + (end1 - start1) + "ms");

    long start2 = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        countVowel2(s);
    }
    long end2 = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("方法2：" + (end2 - start2) + "ms");
}

我们分别使用方法1和方法2计算字符串s中字符的数量，并比较它们的运行时间。在我的电脑上运行1000000次的测试程序，结果如下：

方法1：503ms
方法2：1192ms

可以看到，暴力遍历的方法比正则表达式的方法要快很多，前者只需要503ms，而后者需要1192ms。因此，在实际编程中，如果需要计算字符串中元音的数量，我们应该优先选择暴力遍历的方法。