从屌丝到架构师的飞越(入门篇)-算法

一、介绍

算法(Algorithm)是指解题方案的准确而完整的描述,是一系列解决问题的清晰指令,算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说,能够对一定规范的输入,在有限时间内获得所要求的输出。如果一个算法有缺陷,或不适合于某个问题,执行这个算法将不会解决这个问题。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。

算法中的指令描述的是一个计算,当其运行时能从一个初始状态和(可能为空的)初始输入开始,经过一系列有限而清晰定义的状态,最终产生输出并停止于一个终态。一个状态到另一个状态的转移不一定是确定的。随机化算法在内的一些算法,包含了一些随机输入。

二、知识点介绍

1、水仙花数

2、闰年

3、排序(插入、冒泡、选择)

4、递归

三、上课对应视频的说明文档

1、水仙花数

分析:

(1)水仙花数是一个三位数100-999

(2)取出个位、十位、百位

(3)个位的立方+十位的立方+百位立方==原来这个数,这就是水仙花数

public class Test1{

public static void main(String args[]){

for(int n=100;n<=999;n++){

int a=n%10;//取个位

int b=n/10%10;//取十位

int c=n/100;//取百位

if(a*a*a+b*b*b+c*c*c==n){

System.out.println(n+ "为水仙花数!");

}

}

}

}

2、1949-2018年中的闰年

分析:

(1)找出 1949-2018年之间的闰年

(2)能被4整除且不能被100整除

(3)能被400整除

public class Test2{

public static void main(String args[]){

for(int year=1949;year<=2018;year++){

//当年份能被4并且不能被100整除,或者能被400整除时,为闫年

if(year%4==0&&year%100!=0||year%400==0){

System.out.println(year+"为闰年!");

}

}

}

}

3、排序

(1)选择排序

分析:

(1) 初始化我们的数组,

(2) 第1次执行循环,找出下标从0开始,后面数组中最小的值,与我们的下标为0的位置交换

(3) 第2次执行循环,找出下标从1开始,后面数组中最小的值,与我们的下标为1的位置交换

(4) 第3次执行循环,找出下标从2开始,后面数组中最小的值,与我们的下标为2的位置交换

(5) 以此内推,到循环结束

/*

选择排序

选出最小元素和第1个元素-N个元素交换。

*/

public class XzTest{

public static void main(String args[]){

int n[]={26,53,48,11,13,48,32,15};

for(int i=0;i

int min=n[i];//最小值

int k=i;//最小值的下标

for(int j=i;j

if(n[j]

min=n[j];

k=j;

}

}

//交换值

n[k]=n[i];

n[i]=min;   

}

//增强for,显示数组里面的值

for(int m:n){

System.out.print(m+"  ");

}

}

(2)插入排序

分析:

(1)初始化我们的数组,

(2)第1次执行循环,找出下标为1开始,保存这个数,保存好的数与他前面的数进行比较 ,如果前面的数比他大,那么前面的数后移,保存好的数放在后移的数的位置,如果不比他大,位置不变

(3)第2次执行循环,找出下标为2开始,保存这个数,保存好的数与他前面的数进行比较 ,如果前面的数比他大,那么前面的数后移,继续比较前面的数,如果不比他大,就将保存好的数放在后移这个数位置,如果比他大,就后移,将保存的数放在第一个位置

(4)以此内推,到循环结束

/*

插入排序

右移,插入

*/

public class CrTest{

public static void main(String args[]){

int n[]={26,53,48,11,13,48,32,15};   

int i=1;

while(i

int k=n[i];//要插入的值

int j=i; //下标

while(j>0&&k

n[j]=n[j-1]; //满足条件的数,右移

j--;

}

n[j]=k;//插入数据到指定位置

i++;           

}

for(int m:n){

System.out.print(m+"  ");

}

}

}

(3)冒泡排序

分析:

(1)初始化我们的数组,

(2)第1次执行循环,如果第一个数比第二个数大,交换位置,继续和第三个数比较,如果还大,继续交换,如果第四个数比,第三个数大,那么位置不变,以第四个数继续和后面的数比较 ,至到最大的数跑到最后。

(3)以此内推,到循环结束

/*

冒泡排序:

遇到小的就交换,将最大的数放到最后

*/

public class MpTest{

public static void main(String args[]){

int n[]={26,53,48,11,13,48,32,15};

for(int j=n.length-1;j>=0;j--){

for(int i=0,t=0;i

if(n[i]>n[i+1]){//满足条件交换数据

t=n[i];n[i]=n[i+1];n[i+1]=t;

}

}

}

for(int m:n){

System.out.print(m+"  ");

}

}

}

4、递归算法

递归:是指在定义自身的同时又出现了对自身的引用。如果一个算法直接或间接的调用了自己,则称之为递归算法。

public class Factorail { 

/**

* 求5的阶乘? 5*4*3*2*1 = ?

*/

public static int test(int number){

if(number == 1){//当条件满足时,返回1,否则,反复调用自身

return 1;

}else{

return number * test(number - 1);//反复调用自身

}

}

public static void main(String[] args) {

System.out.println(test(5));

}

}

如案例:当我们的number不为1的时候,我们反复的去调用test(number),当为1时,返回1;

5、题目:古典问题:有一对兔子,从出生后第3个月起每个月都生一对兔子,小兔子长到第三个月后每个月又生一对兔子,假如兔子都不死,问每个月的兔子总数为多少?

1.程序分析:兔子的规律为数列1,1,2,3,5,8,13,21....

具体分析如下:

f(1) = 1(第1个月有一对兔子)

f(2) = 1(第2个月还是一对兔子)

f(3) = 2(原来有一对兔子,第3个开始,每个月生一对兔子)

f(4) = 3(原来有两对兔子,有一对可以生育)

f(5) = 5(原来有3对兔子,第3个月出生的那对兔子也可以生育了,那么现在有两对兔子可以生育)

f(6) = 8(原来有5对兔子,第4个月出生的那对兔子也可以生育了,那么现在有3对兔子可以生育)

..............

由以上可以看出,第n个月兔子的对数为

f(n) = f(n - 1) + f(n - 2);

f(n-1)是上个月的兔子数量,是原来有的。

f(n-2)是可以生育的兔子数,即多出来的数量。第n-2个月开始后的第3个月是第n个月,此时第n-2个月时的兔子都可以生育了。

public class Demo01 {

public static void main(String args[]) {

for (int i = 1; i <= 20; i++)

System.out.println(f(i));

}

//递归的调用的方式

public static int f(int x) {

if (x == 1||x == 2)

return 1;

else

return f(x - 1) + f(x - 2);

}

}

public class Demo01 {

public static void main(String args[]) {

math mymath = new math();

for (int i = 1; i <= 20; i++)

System.out.println(mymath.f(i));

}

}

//封装成类

class math {

public int f(int x) {

if (x == 1||x == 2)

return 1;

else

return f(x - 1) + f(x - 2);

}

}

6、 题目:将一个正整数分解质因数。例如:输入90,打印出90=2*3*3*5。

1.程序分析:对n进行分解质因数,应先找到一个最小的质数i,然后按下述步骤完成:

(1)如果这个质数恰等于n,则说明分解质因数的过程已经结束,打印出即可。

(2)如果n > i,但n能被i整除,则应打印出i的值,并用n除以i的商,作为新的正整数你,重复执行第一步。

(3)如果n不能被i整除,则用i+1作为i的值,重复执行第一步。

import java.util.Scanner;

public class Demo04 {

public Demo04() {

super();

}

public void fenjie(int n) {

for (int i = 2; i <= n; i++) {

if (n % i == 0) {

System.out.print(i);

if(n!=i){//分解完后打印*

System.out.print("*");

}

fenjie(n/i);//改变值后,调用本身

}

}

System.exit(0); //退出程序

}

public static void main(String[] args) {

Scanner in = new Scanner(System.in);

System.out.println("请输入N的值:");

int N = in.nextInt();

System.out.print( "分解质因数:" + N +"=");

new Demo04().fenjie(N);

}

}

7、 题目:输入两个正整数m和n,求其最大公约数和最小公倍数。

1.程序分析:利用辗除法。

import java.util.Scanner;

public class Demo06 {

public static void main(String[] args){

int a,b,m,n;

Scanner in=new Scanner(System.in);

System.out.println("请输入一个正整数:");

a=in.nextInt();

System.out.println("再输入一个正整数:");

b=in.nextInt();

commonDivisor use=new commonDivisor();

m=use.commonDivisor(a,b);

n=a*b/m;

System.out.println("最大公约数:"+m);

System.out.println("最小公倍数:"+n);

}

}

class commonDivisor{

public int commonDivisor(int x,int y){

if(x

int t=x;

x=y;

y=t;

}

while(y!=0){

if(x==y){

return x;

}else{//x不等于y,取x与y的余数

int k=x%y;

x=y;//y赋值给x

y=k;//k赋值给y

}

}

return x;

}

}

8、二分查找(扩展)

对于二分查找算法要求, 查找前的数据必须是已经排好序的, 然后得到数组的开始位置start和结束位置end, 取中间位置mid的数据a[mid]跟待查找数据key进行比较, 若 a[mid] > key, 则取end = mid - 1; 若 a[mid] < key, 则取start = mid + 1; 若 a[mid] = key 则直接返回当前mid为查找到的位置. 依次遍历直到找到数据或者最终没有该条数据. 啰嗦这么多, 上代码!!!

//已经排好序的数组public static int binarySearch(int[] nums, int key) {

int start = 0;

int end = nums.length - 1;

int mid = -1;

while (start <= end) {

mid = (start + end) / 2;

if (nums[mid] == key) {

return mid;//已经查到返回!

} else if (nums[mid] > key) {

end = mid - 1;

} else if (nums[mid] < key) {

start = mid + 1;

}

}

return -1;

}

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