Day10.Array类、冒泡排序、二分法查找、稀疏数组

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Arrays类

冒泡排序(Bubble Sort)

二分法(折半)查找

稀疏数组


Arrays类

  • 数组的工具类 java.util.Arrays

  • 由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用,但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用,从而对数据对象进行一些基本的操作,

  • 查看JDK帮助文档

  • Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法,在使用的时候可以直接使用类名进行调用,而“不用”使用对象来掉啊用(注意是“不用”而不是“不能”)

  • 具有以下常用功能:

    • 给数组赋值:通过 fill 方法。 Arrays.fill(name,x,x,i)

    • 对数组排序:通过 Arrays.sort(array) 方法,按升序。

    • 比较数组: 通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。

    • 查找数组元素:通过 binartSearch(array,int) 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。(如果不存在为-1)

    • 打印数组:Arrays.toString()

    public static void main(String[] args) {

        int[] a = {1,2,3,4,9090,32232,543,21,3,23};

        System.out.println(a); //[I@1b6d3586
        //打印数组元素Arrays.toString
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        printArray(a);  //模仿写的print方法

        Arrays.sort(a);  //数组进行排序 : 升序
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        //[1, 2, 3, 3, 4, 21, 23, 543, 9090, 32232]

        Arrays.fill(a,2,5,0); //数组下标2-5的值为0
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        //[1, 2, 0, 0, 0, 21, 23, 543, 9090, 32232]

        Arrays.fill(a,0); //数组填充赋值
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        //[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

    }
    //重复造轮子
    public static void printArray(int[] a){
        for (int i =0; i

冒泡排序(Bubble Sort)

  • 排序原理:将数组元素两两比较,交换位置,大元素往后放,经过一轮比较后,最大的元素,就会出现在最大的索引处。

Day10.Array类、冒泡排序、二分法查找、稀疏数组_第1张图片

  • 冒泡排序无疑是最为出名的牌算法之一。

  • 冒泡的代码很简单,两层循环,外层冒泡轮数,里层依次比较,人尽皆知。

  • 当我们看到嵌套循环,应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)

  • 思考:如何优化?    

    public static void main(String[] args) {
        int[] a ={6,5,3,4,2,1};
        System.out.println(Arrays.toString(sort(a)));
    }

    //冒泡排序
    //1.比较数组中相邻的两个元素,如果第一个逼第二个数大,我们就交换位置
    //2.每一次比较,都会产生一个最大,或者最小的数字
    //3.下一轮可以少一次排序!
    //4.依次循环,直到结束!
    //5.优化:可添加if语句减少不必要的循环

    public static int[] sort(int[] array){
        int number = 0;  //记录循环次数,测试是否优化
        //外层循环,判断我们这个要走多少次;
        for(int i = 0;i array[j]){   //相邻元素两两对比
                    int temp =array[j];    //创建一个临时变量
                    array[j] = array[j+1]; 
                    array[j+1] = temp;
                    mark = true;  //发生交换后,mark变为true
                }
                number++; //循环次数+1
            }
            if(mark == false){  //如果没有发生交换,说明已经数组有序,结束循环
                break;
            }
        }
        System.out.println("当前循环次数为:"+ number);
        return array;
    }

二分法(折半)查找

  • 二分法查找的前提:数组已经进行排序
  • 排序:Arrays.sort(array); 二分查找:Arrays.binartSearch(array,int)

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    //二分法查找 "一直折半" 前提:数组已进行排序
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5,9,13,24,42,49,76,84,104};

        System.out.println(test2.s(arr,42));
    }
    public static int s(int[] arr,int dest){
        int startIndex = 0;                      //开始元素下标
        int stopIndex = arr.length-1;            //结束元素下标
        while(startIndex<=stopIndex){
            int pivot = (startIndex+stopIndex);  //中间元素下标

            if(arr[pivot] == dest){
             return pivot;
            }
            if(dest < arr[pivot]){              //该数在"中间"的左边
                stopIndex = pivot -1;
            }
            if(arr[pivot] < dest){              //该数在"中间"的右边
                startIndex = pivot +1;
            }
        }
        return -1;                              //不存在,返回-1
    }

稀疏数组

  • 需求:编写五子棋游戏中,有存盘退出和续上盘的功能。

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  • 分析问题:因为该二维数组很多值是默认值0,因此记录了很多没有意义的数据。

  • 解决:稀疏数组

稀疏数组介绍:

  • 当一个数组中大部分元素为0,或者为同一值的数组时,可以使用稀疏数组来保存该数组。

  • 稀疏数组的处理方式是:

    • 记录数组一共有几行几列,有多少个不同值

    • 把具有不同值的元素和行列及值记录在一个小规模的数组中,从而缩小程序的规模

  • 如下图:左边是原始数组,右边是稀疏数组

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    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个二维数组 11* 11  0:没有棋子 1:黑棋  2:白棋

        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;
        //输出原始数组
        System.out.println("输出原始数组");
        for(int[]ints : array1){
            for (int anInt : ints){
                System.out.print(anInt+"\t");  //看不懂
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("====================");
        //转换为稀疏数组保存
        //1.获取有效值的个数
        int sum = 0;
        for(int i =0;i<11;i++){           //遍历数组,横纵坐标
            for(int j = 0;j <11;j++){
                if(array1[i][j]!=0){      //如果不为0
                    sum++;                //有效个数+1
                }
            }
        }
        System.out.println("有效值的个数:"+sum);

        //2.创建一个稀疏数组的数组
        int[][] array2 = new int[sum+1][3];  //行数:有效值+1 列:固定三列
        array2[0][0] = 11;
        array2[0][1] = 11;
        array2[0][2] = sum;

        //3.遍历二位数组,将非零的值,存档稀疏数组中
        int count =0;
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {            //array1.length == 11 ,
            for(int j = 0;j 

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