day05-Lambda、方法引用、算法、正则表达式

day05-算法和数据结构

一、Arrays类

接下来我们学习的类叫做Arrays,其实Arrays并不是重点,但是我们通过Arrays这个类的学习有助于我们理解下一个知识点Lambda的学习。所以我们这里先学习Arrays,再通过Arrays来学习Lamdba这样学习会更丝滑一些_.

1.1 Arrays基本使用

我们先认识一下Arrays是干什么用的,Arrays是操作数组的工具类,它可以很方便的对数组中的元素进行遍历、拷贝、排序等操作。

下面我们用代码来演示一下:遍历、拷贝、排序等操作。需要用到的方法如下

assets/1667458681721.png

/**
 * 目标:掌握Arrays类的常用方法。
 */
public class ArraysTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、public static String toString(类型[] arr): 返回数组的内容
        int[] arr = {10, 20, 30, 40, 50, 60};
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        // 2、public static 类型[] copyOfRange(类型[] arr, 起始索引, 结束索引) :拷贝数组(指定范围,包前不包后)
        int[] arr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 1, 4);
        System.out.println(Arrays.toString(arr2));

        // 3、public static copyOf(类型[] arr, int newLength):拷贝数组,可以指定新数组的长度。
        int[] arr3 = Arrays.copyOf(arr, 10);
        System.out.println(Arrays.toString(arr3));

        // 4、public static setAll(double[] array, IntToDoubleFunction generator):把数组中的原数据改为新数据又存进去。
        double[] prices = {99.8, 128, 100};
        //                  0     1    2
        // 把所有的价格都打八折,然后又存进去。
        Arrays.setAll(prices, new IntToDoubleFunction() {
            @Override
            public double applyAsDouble(int value) {
                // value = 0  1  2
                return prices[value] * 0.8;
            }
        });
        System.out.println(Arrays.toString(prices));

        // 5、public static void sort(类型[] arr):对数组进行排序(默认是升序排序)
        Arrays.sort(prices);
        System.out.println(Arrays.toString(prices));
    }
}

1.2 Arrays操作对象数组

刚才我们使用Arrays操作数组时,数组中存储存储的元素是int类型、double类型,是可以直接排序的,而且默认是升序排列。

如果数组中存储的元素类型是自定义的对象,如何排序呢?接下来,我们就学习一下Arrays如何对对象数组进行排序。

首先我们要准备一个Student类,代码如下:

public class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private double height;
    private int age;
	
    public Student(String name, double height, int age) {
        this.name = name;
        this.height = height;
        this.age = age;
    }

	@Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", height=" + height +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

然后再写一个测试类,往数组中存储4个学生对象,代码如下。此时,运行代码你会发现是会报错的。

public class ArraysTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:掌握如何对数组中的对象进行排序。
        Student[] students = new Student[4];
        students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
        students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);

        // 1、public static void sort(类型[] arr):对数组进行排序。
		Arrays.sort(students);
		System.out.println(Arrays.toString(students));
    }
}

assets/1667459056681.png

上面的代码为什么会报错呢?因为Arrays根本就不知道按照什么规则进行排序。为了让Arrays知道按照什么规则排序,我们有如下的两种办法。

  • 排序方式1:让Student类实现Comparable接口,同时重写compareTo方法。Arrays的sort方法底层会根据compareTo方法的返回值是正数、负数、还是0来确定谁大、谁小、谁相等。代码如下:
public class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private double height;
    private int age;
    
    //...get、set、空参数构造方法、有参数构造方法...自己补全

    // 指定比较规则
    // this  o
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        // 约定1:认为左边对象 大于 右边对象 请您返回正整数
        // 约定2:认为左边对象 小于 右边对象 请您返回负整数
        // 约定3:认为左边对象 等于 右边对象 请您一定返回0
		/* if(this.age > o.age){
            return 1;
        }else if(this.age < o.age){
            return -1;
        }
        return 0;*/

        //上面的if语句,也可以简化为下面的一行代码
        return this.age - o.age; // 按照年龄升序排列
        // return o.age - this.age; // 按照年龄降序排列
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", height=" + height +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
  • 排序方式2:在调用Arrays.sort(数组,Comparator比较器);时,除了传递数组之外,传递一个Comparator比较器对象。Arrays的sort方法底层会根据Comparator比较器对象的compare方法方法的返回值是正数、负数、还是0来确定谁大、谁小、谁相等。代码如下
public class ArraysTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:掌握如何对数组中的对象进行排序。
        Student[] students = new Student[4];
        students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
        students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);

		// 2、public static <T> void sort(T[] arr, Comparator<? super T> c)
        // 参数一:需要排序的数组
        // 参数二:Comparator比较器对象(用来制定对象的比较规则)
        Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                // 制定比较规则了:左边对象 o1   右边对象 o2
                // 约定1:认为左边对象 大于 右边对象 请您返回正整数
                // 约定2:认为左边对象 小于 右边对象 请您返回负整数
                // 约定3:认为左边对象 等于 右边对象 请您一定返回0
//                if(o1.getHeight() > o2.getHeight()){
//                    return 1;
//                }else if(o1.getHeight() < o2.getHeight()){
//                    return -1;
//                }
//                return 0; // 升序
                 return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
                // return Double.compare(o2.getHeight(), o1.getHeight()); // 降序
            }
        });
        System.out.println(Arrays.toString(students));
    }
}

二、Lambda表达式

接下来,我们学习一个JDK8新增的一种语法形式,叫做Lambda表达式。作用:用于简化匿名内部类代码的书写。

2.1 Lambda表达式基本使用

怎么去简化呢?Lamdba是有特有的格式的,按照下面的格式来编写Lamdba。

(被重写方法的形参列表) -> {
    被重写方法的方法体代码;
}

需要给说明一下的是,在使用Lambda表达式之前,必须先有一个接口,而且接口中只能有一个抽象方法。(注意:不能是抽象类,只能是接口)

像这样的接口,我们称之为函数式接口,只有基于函数式接口的匿名内部类才能被Lambda表达式简化。

public interface Swimming{
    void swim();
}

有了以上的Swimming接口之后,接下来才能再演示,使用Lambda表达式,简化匿名内部类书写。

public class LambdaTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:认识Lambda表达式.
        //1.创建一个Swimming接口的匿名内部类对象
		Swimming s = new Swimming(){
             @Override
             public void swim() {
                 System.out.println("学生快乐的游泳~~~~");
             }
         };
         s.swim();
		
        //2.使用Lambda表达式对Swimming接口的匿名内部类进行简化
        Swimming s1 = () -> {
              System.out.println("学生快乐的游泳~~~~");
        };
        s1.swim();
    }
}

好的,我们现在已经知道Lamdba表达式可以简化基于函数式接口的匿名内部类的书写。接下来,我们可以把刚才使用Arrays方法时的代码,使用Lambda表达式简化一下了。

public class LambdaTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:使用Lambda简化函数式接口。
        double[] prices = {99.8, 128, 100};
		//1.把所有元素*0.8: 先用匿名内部类写法
        Arrays.setAll(prices, new IntToDoubleFunction() {
            @Override
            public double applyAsDouble(int value) {
                // value = 0  1  2
                return prices[value] * 0.8;
            }
        });
		//2.把所有元素*0.8: 改用Lamdba表达式写法
        Arrays.setAll(prices, (int value) -> {
                return prices[value] * 0.8;
        });

        System.out.println(Arrays.toString(prices));
        System.out.println("-----------------------------------------------");
		
        Student[] students = new Student[4];
        students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
        students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);
		//3.对数组中的元素按照年龄升序排列: 先用匿名内部类写法
        Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
            }
        });
		//4.对数组中的元素按照年龄升序排列: 改用Lambda写法
        Arrays.sort(students, (Student o1, Student o2) -> {
                return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
        });
        System.out.println(Arrays.toString(students));
    }
}

好的,各位同学,恭喜大家!到这里,你已经学会了Lambda表达式的基本使用了。

2.2 Lambda表达式省略规则

刚才我们学习了Lambda表达式的基本使用。Java觉得代码还不够简单,于是还提供了Lamdba表达式的几种简化写法。具体的简化规则如下

1.Lambda的标准格式
	(参数类型1 参数名1, 参数类型2 参数名2)->{
		...方法体的代码...
		return 返回值;
	}

2.在标准格式的基础上()中的参数类型可以直接省略
	(参数名1, 参数名2)->{
		...方法体的代码...
		return 返回值;
	}
	
3.如果{}总的语句只有一条语句,则{}可以省略、return关键字、以及最后的“;”都可以省略
	(参数名1, 参数名2)-> 结果
	
4.如果()里面只有一个参数,则()可以省略
	(参数名)->结果

接下来从匿名内部类开始、到Lambda标准格式、再到Lambda简化格式,一步一步来简化一下。同学们体会一下简化的过程。

public class LambdaTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:使用Lambda简化函数式接口。
        double[] prices = {99.8, 128, 100};
		//1.对数组中的每一个元素*0.8: 匿名内部类写法
        Arrays.setAll(prices, new IntToDoubleFunction() {
            @Override
            public double applyAsDouble(int value) {
                // value = 0  1  2
                return prices[value] * 0.8;
            }
        });
		//2.需求:对数组中的每一个元素*0.8,使用Lambda表达式标准写法
        Arrays.setAll(prices, (int value) -> {
                return prices[value] * 0.8;
        });
		//3.使用Lambda表达式简化格式1——省略参数类型
        Arrays.setAll(prices, (value) -> {
            return prices[value] * 0.8;
        });
		//4.使用Lambda表达式简化格式2——省略()
        Arrays.setAll(prices, value -> {
            return prices[value] * 0.8;
        });
        //5.使用Lambda表达式简化格式3——省略{}
        Arrays.setAll(prices, value -> prices[value] * 0.8 );

        System.out.println(Arrays.toString(prices));
        
        System.out.println("------------------------------------

        Student[] students = new Student[4];
        students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
        students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);
		
        //1.使用匿名内部类
        Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
            }
        });
		//2.使用Lambda表达式表达式——标准格式
        Arrays.sort(students, (Student o1, Student o2) -> {
                return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
        });
		//3.使用Lambda表达式表达式——省略参数类型
        Arrays.sort(students, ( o1,  o2) -> {
            return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
        });
		//4.使用Lambda表达式表达式——省略{}
        Arrays.sort(students, ( o1,  o2) -> Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()));


        System.out.println(Arrays.toString(students));
    }
}

到这里,恭喜你,对Lamdba表达式的所有写法,就学习完毕了。

三、JDK8新特性(方法引用)

各位小伙伴,接下来我们学习JDK8的另一个新特性,叫做方法引用。我们知道Lambda是用来简化匿名代码的书写格式的,而方法引用是用来进一步简化Lambda表达式的,它简化的更加过分。

到这里有小伙伴可能就想慰问Java爸爸了:“之前的代码挺好的呀!好不容易学会,你又来搞这些,把我都搞晕了。“ 说句大实话,确实有这样的问题,学习新的东西肯定会增加我们的学习成本,从心理上来说多少是有写抗拒的。但是从另一个角度想,一旦我们学会了,会大大简化我们的代码书写,提高我们编写代码的效率,而且这些新的语法都是有前提条件的,遇到的时候就简化得了。再退一步想,就算你没有学会,还是用以前的办法一点问题也没有。

给大家交代清楚了,学习方法引用可能存在的一些心理特点之后,接下来我们再正式学习方法引用的代码怎么编写。

3.1 静态方法引用

我们先学习静态方法的引用,还是用之前Arrays代码来做演示。现在准备好下面的代码

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Student[] students = new Student[4];
        students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
        students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
        students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);

        // 原始写法:对数组中的学生对象,按照年龄升序排序
        Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return o1.getAge() - o2.getAge(); // 按照年龄升序排序
            }
        });

        // 使用Lambda简化后的形式
        Arrays.sort(students, (o1, o2) -> o1.getAge() - o2.getAge());
    }
}

现在,我想要把下图中Lambda表达式的方法体,用一个静态方法代替

assets/1667464274934.png

准备另外一个类CompareByData类,用于封装Lambda表达式的方法体代码;

public class CompareByData {
    public static int compareByAge(Student o1, Student o2){
        return o1.getAge() - o2.getAge(); // 升序排序的规则
    }
}

现在我们就可以把Lambda表达式的方法体代码,改为下面的样子

Arrays.sort(students, (o1, o2) -> CompareByData.compareByAge(o1, o2));

Java为了简化上面Lambda表达式的写法,利用方法引用可以改进为下面的样子。实际上就是用类名调用方法,但是把参数给省略了。这就是静态方法引用

//静态方法引用:类名::方法名
Arrays.sort(students, CompareByData::compareByAge);

3.2 实例方法引用

还是基于上面的案例,我们现在来学习一下实例方法的引用。现在,我想要把下图中Lambda表达式的方法体,用一个实例方法代替。

assets/1667464274934.png

在CompareByData类中,再添加一个实例方法,用于封装Lambda表达式的方法体

assets/1667464896645.png

接下来,我们把Lambda表达式的方法体,改用对象调用方法

CompareByData compare = new CompareByData();
Arrays.sort(students, (o1, o2) -> compare.compareByAgeDesc(o1, o2)); // 降序

最后,再将Lambda表达式的方法体,直接改成方法引用写法。实际上就是用类名调用方法,但是省略的参数。这就是实例方法引用

CompareByData compare = new CompareByData();
Arrays.sort(students, compare::compareByAgeDesc); // 降序

给小伙伴的寄语:一定要按照老师写的步骤,一步一步来做,你一定能学会的!!!

3.2 特定类型的方法引用

各位小伙伴,我们继续学习特定类型的方法引用。在学习之前还是需要给大家说明一下,这种特定类型的方法引用是没有什么道理的,只是语法的一种约定,遇到这种场景,就可以这样用。

Java约定:
    如果某个Lambda表达式里只是调用一个实例方法,并且前面参数列表中的第一个参数作为方法的主调,	后面的所有参数都是作为该实例方法的入参时,则就可以使用特定类型的方法引用。
格式:
	类型::方法名
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"boby", "angela", "Andy" ,"dlei", "caocao", "Babo", "jack", "Cici"};
        
        // 要求忽略首字符大小写进行排序。
        Arrays.sort(names, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                // 制定比较规则。o1 = "Andy"  o2 = "angela"
                return o1.compareToIgnoreCase(o2);
            }
        });
		
        //lambda表达式写法
        Arrays.sort(names, ( o1,  o2) -> o1.compareToIgnoreCase(o2) );
        //特定类型的方法引用!
        Arrays.sort(names, String::compareToIgnoreCase);

        System.out.println(Arrays.toString(names));
    }
}

3.3 构造器引用

各位小伙伴,我们学习最后一种方法引用的形式,叫做构造器引用。还是先说明一下,构造器引用在实际开发中应用的并不多,目前还没有找到构造器的应用场景。所以大家在学习的时候,也只是关注语法就可以了。

现在,我们准备一个JavaBean类,Car类

public class Car {
    private String name;
    private double price;

    public Car() {

    }

    public Car(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

因为方法引用是基于Lamdba表达式简化的,所以也要按照Lamdba表达式的使用前提来用,需要一个函数式接口,接口中代码的返回值类型是Car类型

interface CreateCar{
    Car create(String name, double price);
}

最后,再准备一个测试类,在测试类中创建CreateCar接口的实现类对象,先用匿名内部类创建、再用Lambda表达式创建,最后改用方法引用创建。同学们只关注格式就可以,不要去想为什么(语法就是这么设计的)。

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、创建这个接口的匿名内部类对象。
        CreateCar cc1 = new CreateCar(){
            @Override
            public Car create(String name, double price) {
                return new Car(name, price);
            }
        };
		//2、使用匿名内部类改进
        CreateCar cc2 = (name,  price) -> new Car(name, price);

        //3、使用方法引用改进:构造器引用
        CreateCar cc3 = Car::new;
        
        //注意:以上是创建CreateCar接口实现类对象的几种形式而已,语法一步一步简化。
        
        //4、对象调用方法
        Car car = cc3.create("奔驰", 49.9);
        System.out.println(car);
    }
}

四、常见算法

1.1 认识算法

接下来,我们认识一下什么是算法。算法其实是解决某个实际问题的过程和方法。比如百度地图给你规划路径,计算最优路径的过程就需要用到算法。再比如你在抖音上刷视频时,它会根据你的喜好给你推荐你喜欢看的视频,这里也需要用到算法。

我们为什么要学习算法呢?主要目的是训练我们的编程思维,还有就是面试的时候,面试官也喜欢问一下算法的问题来考察你的技术水平。最后一点,学习算法是成为一个高级程序员的必经之路。

当然我们现在并不会学习非常复杂的算法,万丈高楼平地起,我们现在只需要学习几种常见的基础算法就可以了。而且Java语言本身就内置了一些基础算法给我们使用,实际上自己也不会去写这些算法。

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1.2 冒泡排序

接下来,我们学习一种算法叫排序算法,它可以价格无序的整数,排列成从小到大的形式(升序),或者从大到小的形式(降序)

排序算法有很多种,我们这里只学习比较简单的两种,一种是冒泡排序,一种是选择排序。学习算法我们先要搞清楚算法的流程,然后再去“推敲“如何写代码。(注意,我这里用的次是推敲,也就是说算法这样的代码并不是一次成型的,是需要反复修改才能写好的)。

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先来学习冒泡排序,先来介绍一下,冒泡排序的流程

冒泡排序核心思路:每次将相邻的两个元素继续比较
如下图所示:
   第一轮比较 3次
   第二轮比较 2次
   第三轮比较 1次

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public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、准备一个数组
        int[] arr = {5, 2, 3, 1};

        // 2、定义一个循环控制排几轮
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            // i = 0  1  2           【5, 2, 3, 1】    次数
            // i = 0 第一轮            0   1   2         3
            // i = 1 第二轮            0   1             2
            // i = 2 第三轮            0                 1

            // 3、定义一个循环控制每轮比较几次。
            for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
                // 判断当前位置的元素值,是否大于后一个位置处的元素值,如果大则交换。
                if(arr[j] > arr[j+1]){
                    int temp = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

1.2 选择排序

刚才我们学习了冒泡排序,接下来我们学习了另一种排序方法,叫做选择排序。按照我们刚才给大家介绍的算法的学习方式。先要搞清楚算法的流程,再去推敲代码怎么写。

所以我们先分析选择排序算法的流程:选择排序的核心思路是,每一轮选定一个固定的元素,和其他的每一个元素进行比较;经过几轮比较之后,每一个元素都能比较到了。

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接下来,按照选择排序的流程编写代码

ublic class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、准备好一个数组
        int[] arr = {5, 1, 3, 2};
        //           0  1  2  3

        // 2、控制选择几轮
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            // i = 0 第一轮    j = 1 2 3
            // i = 1 第二轮    j = 2 3
            // i = 2 第三轮    j = 3
            // 3、控制每轮选择几次。
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                // 判断当前位置是否大于后面位置处的元素值,若大于则交换。
                if(arr[i] > arr[j]){
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

1.3 查找算法

接下来,我们学习一个查找算法叫做二分查找。在学习二分查找之前,我们先来说一下基本查找,从基本查找的弊端,我们再引入二分查找,这样我们的学习也会更加丝滑一下。

先聊一聊基本查找:假设我们要查找的元素是81,如果是基本查找的话,只能从0索引开始一个一个往后找,但是如果元素比较多,你要查找的元素比较靠后的话,这样查找的此处就比较多。性能比较差。

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再讲二分查找:二分查找的主要特点是,每次查找能排除一般元素,这样效率明显提高。但是二分查找要求比较苛刻,它要求元素必须是有序的,否则不能进行二分查找。

  • 二分查找的核心思路
第1步:先定义两个变量,分别记录开始索引(left)和结束索引(right)
第2步:计算中间位置的索引,mid = (left+right)/2;
第3步:每次查找中间mid位置的元素,和目标元素key进行比较
		如果中间位置元素比目标元素小,那就说明mid前面的元素都比目标元素小
			此时:left = mid+1
    	如果中间位置元素比目标元素大,那说明mid后面的元素都比目标元素大
    		此时:right = mid-1
		如果中间位置元素和目标元素相等,那说明mid就是我们要找的位置
			此时:把mid返回		
注意:一搬查找一次肯定是不够的,所以需要把第1步和第2步循环来做,只到left>end就结束,如果最后还没有找到目标元素,就返回-1.

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/**
 * 目标:掌握二分查找算法。
 */
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、准备好一个数组。
        int[] arr = {7, 23, 79, 81, 103, 127, 131, 147};

        System.out.println(binarySearch(arr, 150));

        System.out.println(Arrays.binarySearch(arr, 81));
    }

    public static int binarySearch(int[] arr, int data){
        // 1、定义两个变量,一个站在左边位置,一个站在右边位置
        int left = 0;
        int right = arr.length - 1;

        // 2、定义一个循环控制折半。
        while (left <= right){
            // 3、每次折半,都算出中间位置处的索引
            int middle = (left + right) / 2;
            // 4、判断当前要找的元素值,与中间位置处的元素值的大小情况。
            if(data < arr[middle]){
                // 往左边找,截止位置(右边位置) = 中间位置 - 1
                right = middle - 1;
            }else if(data > arr[middle]){
                // 往右边找,起始位置(左边位置) = 中间位置 + 1
                left = middle + 1;
            }else {
                // 中间位置处的元素值,正好等于我们要找的元素值
                return middle;
            }
        }
        return -1; // -1特殊结果,就代表没有找到数据!数组中不存在该数据!
    }
}

五、正则表达式

接下来,我们学习一个全新的知识,叫做正则表达式。正则表达式其实是由一些特殊的符号组成的,它代表的是某种规则。

正则表达式的作用1:用来校验字符串数据是否合法

正则表达式的作用2:可以从一段文本中查找满足要求的内容

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5.1 正则表达式初体验

现在,我们就以QQ号码为例,来体验一下正则表达式的用法。注意:现在仅仅只是体验而已,我们还没有讲正则表达式的具体写法。

  • 不使用正则表达式,校验QQ号码代码是这样的
public static boolean checkQQ(String qq){
        // 1、判断qq号码是否为null
        if(qq == null || qq.startsWith("0") || qq.length() < 6 || qq.length() > 20){
            return false;
        }

        // 2、qq至少是不是null,不是以0开头的,满足6-20之间的长度。
        // 判断qq号码中是否都是数字。
        // qq = 2514ghd234
        for (int i = 0; i < qq.length(); i++) {
            // 根据索引提取当前位置处的字符。
            char ch = qq.charAt(i);
            // 判断ch记住的字符,如果不是数字,qq号码不合法。
            if(ch < '0' || ch > '9'){
                return false;
            }
        }
        // 3、说明qq号码肯定是合法
        return true;
    }
  • 用正则表达式代码是这样的
public static boolean checkQQ1(String qq){
    return qq != null && qq.matches("[1-9]\\d{5,19}");
}

我们发现,使用正则表达式,大大简化的了代码的写法。这个代码现在不用写,体验到正则表达式的优势就可以了。

5.2 正则表达式书写规则

前面我们已经体验到了正则表达式,可以简化校验数据的代码书写。这里需要用到一个方法叫matches(String regex)。这个方法时属于String类的方法。

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这个方法是用来匹配一个字符串是否匹配正则表达式的规则,参数需要调用者传递一个正则表达式。但是正则表达式不能乱写,是有特定的规则的。

下面我们就学习一下,正则表达式的规则。从哪里学呢?在API中有一个类叫做Pattern,我们可以到API文档中搜索,关于正则表达式的规则,这个类都告诉我们了。我这里把常用的已经给大家整理好了。

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我们将这些规则,在代码中演示一下

/**
 * 目标:掌握正则表达式的书写规则
 */
public class RegexTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、字符类(只能匹配单个字符)
        System.out.println("a".matches("[abc]"));    // [abc]只能匹配a、b、c
        System.out.println("e".matches("[abcd]")); // false

        System.out.println("d".matches("[^abc]"));   // [^abc] 不能是abc
        System.out.println("a".matches("[^abc]"));  // false

        System.out.println("b".matches("[a-zA-Z]")); // [a-zA-Z] 只能是a-z A-Z的字符
        System.out.println("2".matches("[a-zA-Z]")); // false

        System.out.println("k".matches("[a-z&&[^bc]]")); // : a到z,除了b和c
        System.out.println("b".matches("[a-z&&[^bc]]")); // false

        System.out.println("ab".matches("[a-zA-Z0-9]")); // false 注意:以上带 [内容] 的规则都只能用于匹配单个字符

        // 2、预定义字符(只能匹配单个字符)  .  \d  \D   \s  \S  \w  \W
        System.out.println("徐".matches(".")); // .可以匹配任意字符
        System.out.println("徐徐".matches(".")); // false

        // \转义
        System.out.println("\"");
        // \n \t
        System.out.println("3".matches("\\d"));  // \d: 0-9
        System.out.println("a".matches("\\d"));  //false

        System.out.println(" ".matches("\\s"));   // \s: 代表一个空白字符
        System.out.println("a".matches("\s")); // false

        System.out.println("a".matches("\\S"));  // \S: 代表一个非空白字符
        System.out.println(" ".matches("\\S")); // false

        System.out.println("a".matches("\\w"));  // \w: [a-zA-Z_0-9]
        System.out.println("_".matches("\\w")); // true
        System.out.println("徐".matches("\\w")); // false

        System.out.println("徐".matches("\\W"));  // [^\w]不能是a-zA-Z_0-9
        System.out.println("a".matches("\\W"));  // false

        System.out.println("23232".matches("\\d")); // false 注意:以上预定义字符都只能匹配单个字符。

        // 3、数量词: ?   *   +   {n}   {n, }  {n, m}
        System.out.println("a".matches("\\w?"));   // ? 代表0次或1次
        System.out.println("".matches("\\w?"));    // true
        System.out.println("abc".matches("\\w?")); // false

        System.out.println("abc12".matches("\\w*"));   // * 代表0次或多次
        System.out.println("".matches("\\w*"));        // true
        System.out.println("abc12张".matches("\\w*")); // false

        System.out.println("abc12".matches("\\w+"));   // + 代表1次或多次
        System.out.println("".matches("\\w+"));       // false
        System.out.println("abc12张".matches("\\w+")); // false

        System.out.println("a3c".matches("\\w{3}"));   // {3} 代表要正好是n次
        System.out.println("abcd".matches("\\w{3}"));  // false
        System.out.println("abcd".matches("\\w{3,}"));     // {3,} 代表是>=3次
        System.out.println("ab".matches("\\w{3,}"));     // false
        System.out.println("abcde徐".matches("\\w{3,}"));     // false
        System.out.println("abc232d".matches("\\w{3,9}"));     // {3, 9} 代表是  大于等于3次,小于等于9次

        // 4、其他几个常用的符号:(?i)忽略大小写 、 或:| 、  分组:()
        System.out.println("abc".matches("(?i)abc")); // true
        System.out.println("ABC".matches("(?i)abc")); // true
        System.out.println("aBc".matches("a((?i)b)c")); // true
        System.out.println("ABc".matches("a((?i)b)c")); // false

        // 需求1:要求要么是3个小写字母,要么是3个数字。
        System.out.println("abc".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // true
        System.out.println("ABC".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // false
        System.out.println("123".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // true
        System.out.println("A12".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // false

        // 需求2:必须是”我爱“开头,中间可以是至少一个”编程“,最后至少是1个”666“
        System.out.println("我爱编程编程666666".matches("我爱(编程)+(666)+"));
        System.out.println("我爱编程编程66666".matches("我爱(编程)+(666)+"));
    }
}

5.3 正则表达式应用案例

学习完正则表达式的规则之后,接下来我们再利用正则表达式,去校验几个实际案例。

  • 正则表达式校验手机号码
/**
 * 目标:校验用户输入的电话、邮箱、时间是否合法。
 */
public class RegexTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        checkPhone();
    }

    public static void checkPhone(){
        while (true) {
            System.out.println("请您输入您的电话号码(手机|座机): ");
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            String phone = sc.nextLine();
            // 18676769999  010-3424242424 0104644535
            if(phone.matches("(1[3-9]\\d{9})|(0\\d{2,7}-?[1-9]\\d{4,19})")){
                System.out.println("您输入的号码格式正确~~~");
                break;
            }else {
                System.out.println("您输入的号码格式不正确~~~");
            }
        }
    }
}
  • 使用正则表达式校验邮箱是否正确
public class RegexTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        checkEmail();
    }

    public static void checkEmail(){
        while (true) {
            System.out.println("请您输入您的邮箱: ");
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            String email = sc.nextLine();
            /**
             * dlei0009@163.com
             * 25143242@qq.com
             * itheima@itcast.com.cn
             */
            if(email.matches("\\w{2,}@\\w{2,20}(\\.\\w{2,10}){1,2}")){
                System.out.println("您输入的邮箱格式正确~~~");
                break;
            }else {
                System.out.println("您输入的邮箱格式不正确~~~");
            }
        }
    }
}

5.4 正则表达式信息爬取

各位小伙伴,在前面的课程中,我们学习了正则表达式的作用之一,用来校验数据格式的正确性。接下来我们学习正则表达式的第二个作用:在一段文本中查找满足要求的内容

我们还是通过一个案例给大家做演示:案例需求如下

assets/1667469722842.png

/**
 * 目标:掌握使用正则表达式查找内容。
 */
public class RegexTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        method1();
    }

    // 需求1:从以下内容中爬取出,手机,邮箱,座机、400电话等信息。
    public static void method1(){
        String data = " 来黑马程序员学习Java,\n" +
                "        电话:1866668888,18699997777\n" +
                "        或者联系邮箱:boniu@itcast.cn,\n" +
                "        座机电话:01036517895,010-98951256\n" +
                "        邮箱:bozai@itcast.cn,\n" +
                "        邮箱:dlei0009@163.com,\n" +
                "        热线电话:400-618-9090 ,400-618-4000,4006184000,4006189090";
        // 1、定义爬取规则
        String regex = "(1[3-9]\\d{9})|(0\\d{2,7}-?[1-9]\\d{4,19})|(\\w{2,}@\\w{2,20}(\\.\\w{2,10}){1,2})"
                + "|(400-?\\d{3,7}-?\\d{3,7})";
        // 2、把正则表达式封装成一个Pattern对象
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        // 3、通过pattern对象去获取查找内容的匹配器对象。
        Matcher matcher = pattern.matcher(data);
        // 4、定义一个循环开始爬取信息
        while (matcher.find()){
            String rs = matcher.group(); // 获取到了找到的内容了。
            System.out.println(rs);
        }
    }
}

5.5 正则表达式搜索、替换

接下来,我们学习一下正则表达式的另外两个功能,替换、分割的功能。需要注意的是这几个功能需要用到Stirng类中的方法。这两个方法其实我们之前学过,只是当时没有学正则表达式而已。

assets/1667469943451.png

/**
 * 目标:掌握使用正则表达式做搜索替换,内容分割。
 */
public class RegexTest5 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、public String replaceAll(String regex , String newStr):按照正则表达式匹配的内容进行替换
        // 需求1:请把下面字符串中的不是汉字的部分替换为 “-”
        String s1 = "古力娜扎ai8888迪丽热巴999aa5566马尔扎哈fbbfsfs42425卡尔扎巴";
        System.out.println(s1.replaceAll("\\w+", "-"));
        
        // 需求2(拓展):某语音系统,收到一个口吃的人说的“我我我喜欢编编编编编编编编编编编编程程程!”,需要优化成“我喜欢编程!”。
        String s2 = "我我我喜欢编编编编编编编编编编编编程程程";
        System.out.println(s2.replaceAll("(.)\\1+", "$1"));

        // 2、public String[] split(String regex):按照正则表达式匹配的内容进行分割字符串,反回一个字符串数组。
        // 需求1:请把下面字符串中的人名取出来,使用切割来做
        String s3 = "古力娜扎ai8888迪丽热巴999aa5566马尔扎哈fbbfsfs42425卡尔扎巴";
        String[] names = s3.split("\\w+");
        System.out.println(Arrays.toString(names));
    }
}

posted on 2024-10-13 17:20  pony1223  阅读(12)  评论(0编辑  收藏  举报

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