Java基础练习八(二维数组)

1.装水问题

有一个 异形 容器,用一个 n * n 的二维数组来表示。其中 1 表示容器实心部分, 0 表示空心部分。现使用此容器装水,能装多少水(每个元素都表示一份水,只有有挡板的部分能装水)?

Java基础练习八(二维数组)_第1张图片

public class Work1001 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = {
                {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
                {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
                {0, 0, 1, 0, 1, 0, 0},
                {1, 0, 1, 0, 1, 0, 1},
                {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1},
        };
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int count = 0;
            int v = 0;
            for (int j = 0; j < arr[0].length; j++) {
                if (arr[i][j] == 1) {
                    count++;
                    if (count == 2) {
                        count = 1;
                        sum += v;
                        v = 0;
                    }
                } else {
                    if (count > 0) {
                        v++;
                    }
                }
            }
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

思考:若是使用一个一维数组来表示实心部分高度该如何计算?(int[] arr = {2, 5, 1, 2, 3, 4, 7, 2}; )

import java.util.Arrays;

public class Work10012 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2, 5, 1, 2, 3, 4, 7, 2};
        int len = Arrays.stream(arr).max().orElse(0);
        // 定义二维数组
        int[][] arr1 = new int[len][arr.length];
        // 将一维数组转为二维数组
        for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] > 0) {
                    arr1[i][j] = 1;
                    arr[j]--;
                }
            }
        }
        // 计算能装多少水
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            int count = 0;
            int v = 0;
            for (int j = 0; j < arr1[0].length; j++) {
                if (arr1[i][j] == 1) {
                    count++;
                    if (count == 2) {
                        count = 1;
                        sum += v;
                        v = 0;
                    }
                } else {
                    if (count > 0) {
                        v++;
                    }
                }
            }
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

Arrays.stream(arr).max().orElse(0) 这行代码使用了 Java 8 中的流式操作。每个部分的含义:

  • 对于给定的数组 arr,Arrays.stream(arr) 方法将其转换为一个流(Stream)对象。流是用于在一系列元素上执行操作的一种高级抽象。

  • 然后,我们使用 .max() 方法来获取流中的最大值。这将返回一个 Optional 类型的对象,它可以包含一个整数值(如果流中有元素),或者为空(如果流为空)。

  • 最后,我们使用 .orElse(0) 方法指定一个默认值。如果 Optional 对象为空,则返回指定的默认值,否则返回 Optional 中包含的值。

  • 在这个特定的例子中,如果数组 arr 不为空,.max() 方法将返回一个 Optional 对象,其中包含数组中的最大值。如果数组为空,.max() 方法将返回一个空的 Optional 对象。接着,.orElse(0) 方法将被调用,如果 Optional 为空,则返回默认值 0。

整个表达式 Arrays.stream(arr).max().orElse(0) 的作用是:获取数组 arr 中的最大值,如果数组为空,则返回默认值 0。

2. 迷宫游戏【拓展】

在一个二维数组中,0 表示空地,1 表示墙壁,9 表示目标点。你的任务是从起始点 (0, 0)出发,判断是否能够到达目标点,不能斜着移动。

public class Work1002 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = {
                {0, 0, 0, 0, 0},
                {1, 1, 0, 1, 0},
                {0, 0, 0, 0, 0},
                {0, 1, 1, 1, 1},
                {0, 0, 0, 0, 9}
        };
        boolean canReach = canReachTarget(arr);
        System.out.println(canReach ? "可以到达目标点" : "无法到达目标点");
    }

    public static boolean canReachTarget(int[][] maze) {
        int m = maze.length;    // 行数
        int n = maze[0].length; // 列数
        boolean[][] visited = new boolean[m][n]; // 标记数组,记录是否访问过

        return dfs(maze, 0, 0, visited);
    }

    private static boolean dfs(int[][] maze, int i, int j, boolean[][] visited) {
        if (i < 0 || i >= maze.length || j < 0 || j >= maze[0].length || maze[i][j] == 1 || visited[i][j]) {
            return false; // 越界、遇到墙壁或已经访问过的位置,返回false
        }

        if (maze[i][j] == 9) {
            System.out.println("到达目标点 (" + i + ", " + j + ")");
            return true;  // 找到目标点,返回true
        }

        visited[i][j] = true;  // 标记当前位置为已访问

        System.out.println("移动到位置 (" + i + ", " + j + ")");

        // 分别尝试上、下、左、右四个方向的移动
        boolean canReach = dfs(maze, i - 1, j, visited) ||
                dfs(maze, i + 1, j, visited) ||
                dfs(maze, i, j - 1, visited) ||
                dfs(maze, i, j + 1, visited);

        visited[i][j] = false;  // 回溯,取消当前位置的标记

        return canReach;
    }
}

3. 九宫格求和

一个二维数组,找出最小值,求以最小值为中心的九宫格的和,如果九宫格空缺,空缺位置用0补充。

public class Learn1001 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = {
                {9, 10, 11, 12},
                {100, 20, 30, 40},
                {13, 14, 15, 16},
                {5, 6, 7, 10},
        };
        int n = arr.length;
        int m = arr[0].length;
        // 求最小值
        int[] index = new int[2];
        int min = arr[0][0];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                if (arr[i][j] < min){
                    min = arr[i][j];
                    index[0] = i;
                    index[1] = j;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(index));

        int sum = 0;
        for (int i = index[0] - 1; i <= index[0] + 1; i++) {
            for (int j = index[1] - 1; j <= index[1] + 1; j++) {
                if (i >=0 && i < n && j >= 0 && j < m) {
                    sum += arr[i][j];
                } else {
                    sum += 0;
                }
            }
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

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