353,打乱数组
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打乱一个没有重复元素的数组。
示例:
// 以数字集合 1, 2 和 3 初始化数组。 int[] nums = {1,2,3};
Solution solution = new Solution(nums);
// 打乱数组 [1,2,3] 并返回结果。任何 [1,2,3]的排列返回的概率应该相同。
solution.shuffle();
// 重设数组到它的初始状态[1,2,3]。
solution.reset();
// 随机返回数组[1,2,3]打乱后的结果。
solution.shuffle();
答案:
public class Solution {
private int[] nums;
private Random random;
public Solution(int[] nums) {
this.nums = nums;
random = new Random();
}
//重置数组,就是返回之前的数组
public int[] reset() {
return nums;
}
//打乱数组
public int[] shuffle() {
if (nums == null)
return null;
int[] a = nums.clone();//clone一个新的数组
for (int j = 1; j < a.length; j++) {
int i = random.nextInt(j + 1);
swap(a, i, j);
}
return a;
}
//交换两个数字的值
private void swap(int[] a, int i, int j) {
if (i != j) {
a[i] ^= a[j];
a[j] ^= a[i];
a[i] ^= a[j];
}
}
}
解析:
代码很简单,就不再过多叙述。上面的swap方法是叫交换两个数的值,如果不这样写,我们还可以通过一个临时变量来交换,比如下面这样
private void swap(int[] a, int i, int j) {
int t = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = t;
}
这种写法估计大家都能看的懂,非常简单,除了上面两种写法以外,我们还可以再换一种写法
private void swap(int[] a, int i, int j) {
if (i != j) {
a[i] = a[i] + a[j];
a[j] = a[i] - a[j];
a[i] = a[i] - a[j];
}
}
这种写法估计大家会有疑惑,第3行两个数相加会不会出现数字溢出,这种考虑是对的,但这种担忧是多余的,如果a[i],和a[j]都比较大的话,相加会出现溢出,但不影响最终的结果。因为a[i]和a[j]无论多大,他们相加的结果最多只会往前进一位。举个例子,一个3位数和一个3位数相加最多只能是4位数,不可能是5位数。而二进制的最高位是符号位,1表示的是负数,0表示的是非负数,他们是可以参与运算的。我们可以写一段代码来测试一下
public static void main(String args[]) {
int a = Integer.MAX_VALUE - 5;
int b = Integer.MAX_VALUE - 20;
System.out.println("交换之前--》:a的值是:" + a + ":---->b的值是:" + b);
a = a + b;
System.out.println("相加之后a的值:" + a + "\t\t二进制是:" + Util.bitInt32(a));
b = a - b;
System.out.println("相减之后b的值:" + b + "\t二进制是:" + Util.bitInt32(b));
a = a - b;
System.out.println("相减之后a的值:" + a + "\t二进制是:" + Util.bitInt32(a));
System.out.println("交换之后--》:a的值是:" + a + ":---->b的值是:" + b);
}
我们看到第5行肯定会出现数字溢出,我们来看一下打印的结果
交换之前--》:a的值是:2147483642:---->b的值是:2147483627
相加之后a的值:-27 二进制是:11111111 11111111 11111111 11100101
相减之后b的值:2147483642 二进制是:01111111 11111111 11111111 11111010
相减之后a的值:2147483627 二进制是:01111111 11111111 11111111 11101011
交换之后--》:a的值是:2147483627:---->b的值是:2147483642
尽管a和b非常大,但最终还是实现了a和b的交换。
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