30天搞定Java--day7
文章目录
- 每日一考和复习
- 数组（接day6）
- 数组中涉及到的常见算法
- 题目一：杨辉三角
- 题目二：随机数组按需求值
- 题目三：数组复制
- 题目四：数组的复制、反转、查找
- 排序算法
- 十大排序算法
- 冒泡排序
- 快速排序（暂时了解）
- Arrays工具类的使用
- 数组使用中的常见异常
每日一考和复习
每日一考
- 写出一维数组初始化的两种方式
// 静态初始化
int[]arr1 = {1,2,3,4};
int[] arr2 = new int[]{5,6,7,8};
// 动态初始化
String[] str1 = new String[5];
- 写出二维数组初始化的两种方式
// 静态初始化
int[][] arr3 = {{1,2},{3,4,5}};
int[][] arr4 = new int[][]{{1,2},{3,4,5}};
// 动态初始化
String[][] str2 = new String[5][3];
String[][] str3 = new String[5][];
- 如何遍历如下的二维数组
int[] arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
for(int i = 0;i<arr.length;i++) {
for (int j = 0;j<arr[i].length;j++) {
System.out.println(arr[i][j]);
}
}
- 不同类型的一维数组元素的默认初始化值各是多少
类型 值
char 0或空(不是‘0’)
byte 0
short 0
int 0
long 0L
float 0.0F
double 0.0
Boolean false
String null
- 一维数组的内存解析：
String[] strs = new String[5];
strs[2] = “Tom”;
strs = new String[3];
复习
day6的学习内容
数组（接day6）
数组中涉及到的常见算法
题目一：杨辉三角
/*
* 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
// if(i > 1){
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 i = 0; i < yangHui.length; i++) {
for (int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {
System.out.print(yangHui[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
题目二：随机数组按需求值
/*
* 定义一个int型的一维数组，包含10个元素，分别赋一些随机整数，
* 然后求出所有元素的最大值，最小值，和值，平均值，并输出出来。
* 要求：所有随机数都是两位数。
*
* [10,99]
* 公式：(int)(Math.random() * (99 - 10 + 1) + 10)
*
*/
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
double avgValue = (double)sum / arr.length;
System.out.println("平均数为：" + avgValue);
}
}
题目三：数组复制
/*
* 使用简单数组
(1)创建一个名为ArrayExer2的类，在main()方法中声明array1和array2两个变量，
他们是int[]类型的数组。
(2)使用大括号{}，把array1初始化为8个素数：2,3,5,7,11,13,17,19。
(3)显示array1的内容。
(4)赋值array2变量等于array1，修改array2中的偶索引元素，使其等于索引值
(如array[0]=0,array[2]=2)。打印出array1。
*
* 思考：array1和array2是什么关系？
* array1和array2地址值相同，都指向了堆空间的唯一的一个数组实体。
* 拓展：修改题目，实现array2对array1数组的复制
*/
public class ArrayExer2 {
public static void main(String[] args) { // alt + /
int[] array1, array2;
array1 = new int[] { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 };
// 显示array1的内容
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
// 赋值array2变量等于array1
// 不能称作数组的复制。
array2 = array1;
// 修改array2中的偶索引元素，使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
if (i % 2 == 0) {
array2[i] = i;
}
}
System.out.println();
// 打印出array1
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
}
}
/*
* 使用简单数组
* 拓展：修改题目，实现array2对array1数组的复制
*/
public class ArrayExer3 {
public static void main(String[] args) { // alt + /
int[] array1, array2;
array1 = new int[] { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 };
// 显示array1的内容
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
// 数组的复制:
array2 = new int[array1.length];
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
array2[i] = array1[i];
}
// 修改array2中的偶索引元素，使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
if (i % 2 == 0) {
array2[i] = i;
}
}
System.out.println();
// 打印出array1
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
}
}
题目四：数组的复制、反转、查找
/*
* 算法的考查：数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)
*
*/
public class ArrayTest2 {
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[] { "JJ", "DD", "MM", "BB", "GG", "AA" };
// 数组的复制(区别于数组变量的赋值：arr1 = arr)
String[] arr1 = new String[arr.length];
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
arr1[i] = arr[i];
}
// 数组的反转
// 方法一：
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;
}
// 方法二：
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（或搜索）
// 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("找到了指定的元素，位置为：" + i);
isFlag = false;
break;
}
}
if (isFlag) {
System.out.println("很遗憾，没有找到的啦！");
}
// 二分法查找：(熟悉)
// 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 = 0;// 初始的首索引
int end = arr2.length - 1;// 初始的末索引
boolean isFlag1 = true;
while (head <= end) {
int middle = (head + end) / 2;
if (dest1 == arr2[middle]) {
System.out.println("找到了指定的元素，位置为：" + middle);
isFlag1 = false;
break;
} else if (arr2[middle] > dest1) {
end = middle - 1;
} else {// arr2[middle] < dest1
head = middle + 1;
}
}
if (isFlag1) {
System.out.println("很遗憾，没有找到的啦！");
}
}
}
排序算法
- 排序：假设含有n个记录的序列为{R1，R2，…,Rn},其相应的关键字序列为{K1，K2，…,Kn}。将这些记录重新排序为{Ri1,Ri2,…,Rin},使得相应的关键字值满足条Ki1<=Ki2<=…<=Kin,这样的一种操作称为排序
- 通常来说，排序的目的是快速查找
- 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
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
十大排序算法
- 选择排序
- 直接选择排序、堆排序
- 交换排序(要求手写)
- 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
冒泡排序
/*
* 数组的冒泡排序的实现
*
*/
public class BubbleSortTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] { 43, 32, 76, -98, 0, 64, 33, -21, 32, 99 };
// 冒泡排序
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（暂时了解）
/*
* 快速排序
* 通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分关键字小，
* 则分别对这两部分继续进行排序，直到整个序列有序。
*/
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));
}
}
Arrays工具类的使用
常用方法
| 方法名 | 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 |
import java.util.Arrays;
/*
* java.util.Arrays:操作数组的工具类，里面定义了很多操作数组的方法
*
*
*/
public class ArraysTest {
public static void main(String[] args) {
// 1.boolean equals(int[] a,int[] b):判断两个数组是否相等。
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);
// 2.String toString(int[] a):输出数组信息。
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
// 3.void fill(int[] a,int val):将指定值填充到数组之中。
Arrays.fill(arr1, 10);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
// 4.void sort(int[] a):对数组进行排序。
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
// 5.int binarySearch(int[] a,int key)
int[] arr3 = new int[] { -98, -34, 2, 34, 54, 66, 79, 105, 210, 333 };
int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210);
if (index >= 0) {
System.out.println(index);
} else {
System.out.println("未找到");
}
}
}
数组使用中的常见异常
package com.atguigu.java;
/*
* 数组中的常见异常：
* 1. 数组角标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsExcetion
*
* 2. 空指针异常：NullPointerException
*
*/
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 };
for(int i = 0;i <= arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
System.out.println(arr[-2]);
System.out.println("hello");
// 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]);
// 情况三：
String[] arr3 = new String[] { "AA", "BB", "CC" };
arr3[0] = null;
System.out.println(arr3[0].toString());
}
}