数组常见算法
1. 数组元素的赋值(杨辉三角，回文数等)
杨辉三角
package com.atguigu.exer;
/*
使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角。
【提示】
1. 第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素
2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1
3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素。即：
yanghui[i][j] = yanghui[i-1][j-1] + yanghui[i-1][j];
*/
public class YangHuiTest {
public static void main(String[] args) {
//1.声明并初始化二维数组
int[][] yangHui = new int[10][];
//2.给数组的元素赋值
for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
yangHui[i] = new int[i + 1];
//2.1 给首末元素赋值
yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1;
//2.2 给每行的非首末元素赋值
for (int j = 1; j < yangHui[i].length - 1; j++) {
yangHui[i][j] = yangHui[i-1][j-1] + yangHui[i-1][j];
}
//3.遍历二维数组
for (int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {
System.out.print(yangHui[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
}
}2. 求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等
package com.atguigu.java;
public class ArrayTest1 {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = new int[10];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * (99 -10 + 1) + 10);
}
//遍历
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
System.out.println();
//求数组元素的最大值
int maxValue = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if (maxValue < arr[i]){
maxValue = arr[i];
}
}
System.out.println("最大值为：" + maxValue);
//求数组元素的最小值
int minValue = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if (minValue > arr[i]){
minValue = arr[i];
}
}
System.out.println("最小值为：" + minValue);
//求数组元素的总和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
sum += arr[i];
}
System.out.println("总和为：" + sum);
//求数组元素的平均数
int avgValue = sum / arr.length;
System.out.println("平均数为：" + avgValue);
}
}3. 数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)
package com.atguigu.java;
public class ArrayTest2 {
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[]{"JJ","DD","MM","BB","GG","AA"};
//数组的复制
String[] arr1 = new String[arr.length];
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
arr1[i] = arr[i];
}
//数组的反转
for (int i = 0; i < arr.length / 2; i++) {
String temp = arr[i];
arr[i] = arr[arr.length - i - 1];
arr[arr.length - i - 1] = temp;
}
for (int i = 0, j = arr.length - 1; i < j; i++, j--) {
String temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
//遍历
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
System.out.println();
//查找
//线性查找
String dest = "BB";
dest = "CC";
boolean isFlag = true;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (dest.equals(arr[i])){
System.out.println("位置为：" + i);
isFlag = false;
break;
}
}
if (isFlag){
System.out.println("没找到");
}
//二分法查找，效率高
//前提：所要查找的数组必须有序。
int [] arr2 =new int[]{-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
int dest1 = -34;
dest1 = 35;
int head_index = 0; //初始的首索引
int end_index = arr2.length - 1; //初始的末索引
boolean isFlag1 = true;
while (head_index <= end_index){
int middle_index = (head_index + end_index) / 2;
if (dest1 == arr2[middle_index]){
System.out.println("位置为：" + middle_index);
isFlag = false;
break;
}else if(arr2[middle_index] > dest1){
end_index = middle_index- 1 ;
}else {
head_index = middle_index + 1;
}
}
if (isFlag){
System.out.println("没找到");
}
}
}4. 排序算法
1. 衡量排序算法的优劣：
- 时间复杂度：分析关键字的比较次数和记录的移动次数
- 空间复杂度：分析排序算法中需要多少辅助内存
稳定性：若两个记录A和B的关键字值相等，但排序后A、B的先后次序保
持不变，则称这种排序算法是稳定的。2. 排序算法分类：内部排序和外部排序。
- 内部排序：整个排序过程不需要借助于外部存储器（如磁盘等），所有排序操作都在内存中完成。
外部排序：参与排序的数据非常多，数据量非常大，计算机无法把整个排序过程放在内存中完成，必须借助于外部存储器（如磁盘）。外部排序最常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。
3. 十大内部排序算法
选择排序
- 直接选择排序
- 堆排序
交换排序
- 冒泡排序
- 快速排序
插入排序
- 直接插入排序
- 折半插入排序
- Shell排序
- 归并排序
- 桶式排序
基数排序
4. 算法的5大特征
- 输入（Input）：有0个或多个输入数据，这些输入必须有清楚的描述和定义
- 输出（Output）：至少有1个或多个输出结果，不可以没有输出结果
- 有穷性（有限性，Finiteness）：算法在有限的步骤之后会自动结束而不会无限循环，并且每一个步骤可以在可接受的时间内完成
- 确定性（明确性，Definiteness）：算法中的每一步都有确定的含义，不会出现二义性
可行性（有效性，Effectiveness）：算法的每一步都是清楚且可行的，能让用户用纸笔计算而求出答案
5. java代码
// 冒泡排序 package com.atguigu.java; public class BubbleSortTest { public static void main(String[] args) { int [] arr = new int[] {43,32,76,-98,0,64,33,-21,32,99}; for(int i = 0;i < arr.length - 1;i++){ for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i;j++){ if(arr[j] > arr[j + 1]){ int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.print(arr[i] + "\t"); } } }// 快速排序 package com.atguigu.java; public class QuickSort { private static void swap(int[] data, int i, int j) { int temp = data[i]; data[i] = data[j]; data[j] = temp; } private static void subSort(int[] data, int start, int end) { if (start < end) { int base = data[start]; int low = start; int high = end + 1; while (true) { while (low < end && data[++low] - base <= 0) ; while (high > start && data[--high] - base >= 0) ; if (low < high) { swap(data, low, high); } else { break; } } swap(data, start, high); subSort(data, start, high - 1);//递归调用 subSort(data, high + 1, end); } } public static void quickSort(int[] data){ subSort(data,0,data.length-1); } public static void main(String[] args) { int[] data = { 9, -16, 30, 23, -30, -49, 25, 21, 30 }; System.out.println("排序之前：\n" + java.util.Arrays.toString(data)); quickSort(data); System.out.println("排序之后：\n" + java.util.Arrays.toString(data)); } }5. Arrays工具类的使用
常用的类 作用 boolean equals(int[] a,int[] b) 判断两个数组是否相等。 String toString(int[] a) 输出数组信息。 void fill(int[] a,int val) 将指定值填充到数组之中。 void sort(int[] a) 对数组进行排序。 int binarySearch(int[] a,int key) 对排序后的数组进行二分法检索指定的值。 java代码
package com.atguigu.java; import java.util.Arrays; public class ArraysTest { public static void main(String[] args) { //1.boolean equals(int[] a,int[] b) int [] arr1 = new int[]{1,2,3,4}; int [] arr2 = new int[]{1,3,2,4}; boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2); System.out.println(isEquals); //false //2.String toString System.out.println(Arrays.toString(arr1)); //[1, 2, 3, 4] //3.void fill(int[] a,int val) Arrays.fill(arr1, 10); System.out.println(Arrays.toString(arr1)); //[10, 10, 10, 10] //4.void sort(int[] a) Arrays.sort(arr2); System.out.println(Arrays.toString(arr2)); //[1, 2, 3, 4] ////5.int binarySearch(int[] a,int key) 要有序 int[] arr3 = new int[]{-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333}; int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210); if (index >= 10){ System.out.println(index); }else { System.out.println("没找到"); } } }6. 数组使用中的常见异常
- 数组角标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsExcetion
空指针异常：NullPointerException
java代码
package com.atguigu.java; public class ArrayExceptionTest { public static void main(String[] args) { //1. 数组角标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsExcetion int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5}; //System.out.println(arr[5]); //System.out.println(arr[-2]); //2.2. 空指针异常：NullPointerException //情况一 int[] arr1 = new int[]{1, 2, 3}; arr1 = null; //System.out.println(arr1[0]); //情况二 int[][] arr2 = new int[4][]; //System.out.println(arr2[0][0]); 要初始化 //情况三： String[] arr3 = new String[]{"AA", "BB", "CC"}; //arr3[0] = null; System.out.println(arr3[0].toString()); } }
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