java-数组相关的算法（尚硅谷）

1.数组元素的赋值(杨辉三角、回形数等)
2.求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等

3.数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)

4.数组元素的排序算法
一：杨辉三角（数组元素的赋值）

public class yanghuisanjiao {
    public static void main(String[] args) {
        //声明并初始化二维数组，给数组的元素赋值，遍历二维数组
        int[][] yanghui = new int[10][];
        for (int i=0; i< yanghui.length; i++){
            yanghui[i] = new int[i+1];
            //给首末元素赋值
            yanghui[i][0] = yanghui[i][i] = 1;//首末元素都是1
            //给非首末元素赋值
            if (i>1){
                for (int j=1;j<yanghui[i].length-1; j++){
                    yanghui[i][j] = yanghui[i-1][j-1] + yanghui[i-1][j];
                }
            }
        }


        for (int i=0;i< yanghui.length; i++){
            for (int j=0; j<yanghui[i].length; j++){
                System.out.print(yanghui[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

　　二：求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等

import org.w3c.dom.ls.LSOutput;

public class arraysuanfa {
    public static void main(String[] args) {
        /*算法的考察：
        求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等
        定义一个 int 型的一维数组，包含 10 个元素，分别赋一些随机整数，
        然后求出所有元素的最大值，最小值，和值，平均值，并输出出来。
        要求：所有随机数都是两位数。
        [10,99]
        两位数随机数公式:(int)(Math.random()*(99- 10 + 1) + 10)
        */
        int[] arr = new int[10];
        for (int i=0;i< arr.length; i++){
            arr[i] = (int)(Math.random()*(99- 10 + 1) + 10);//随机数
                }
        //求数组元素的最大值,最小值
        int maxvalue = arr[0];
        int minvalue = arr[0];
        for (int i=0;i< arr.length; i++){
            if (maxvalue<arr[i]){
                maxvalue = arr[i];
            }else if (minvalue>arr[i]){
                minvalue=arr[i];
            }
        }
        System.out.println("最大值是："+maxvalue);
        System.out.println("最小值是："+minvalue);

        //求数组元素的总和
        int sum = 0;
        for (int i=0;i<arr.length; i++){
            sum += arr[i];
        }
        System.out.println("总和为："+sum);
        //求平均数
        double avgvales = sum / arr.length;
        System.out.println("平均数为:"+avgvales);
    }
}

　　三：数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)

public class arraysuanfa2 {
    /*
     * 算法的考察：数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)
     */
    public static void main(String[] args) {
        String[] arr = new String[]{"aa","bb","cc","dd","ee","ff"};

        //数组的复制(区别于赋值:arr1=arr)
        String[] arr1 = new String[arr.length];
        for (int i=0; i< arr.length; i++){
            arr1[i] = arr[i];
        }

        //数组的反转
        //方法一:
//        for (int i=0;i< arr.length/2; i++){
//            String temp = arr[i];
//            arr[i] = arr[arr.length - i - 1];
//            arr[arr.length - i - 1] = temp;
//        }
        //方法二:
        for (int i=0,j= arr.length - 1;i<j;i++,j--){
            String temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j]= temp;
        }
        //遍历
        for (int i=0; i< arr.length; i++){
            System.out.print(arr[i] + "\t");
        }
        //查找(搜素)
        //线性查找
        String dest = "aa";
        boolean isFlag = true;
        for (int i=0;i< arr.length;i++){
            if (dest.equals(arr[i])){
                System.out.println("找到了该元素,位置为"+i);
                isFlag = false;
                break;
            }
        }
        if (isFlag){
            System.out.println("不好意思没找到哈哈");
        }
}
}

　　3.2二分法查找

public class erfenchazhao {
    public static void main(String[] args) {
        //二分查找
        //前提:所要查找的数组必须有序
        int[] arr2 = new int[]{-1,0,3,5,6,8,9,11,46};
        int dest1 = -98;
        int head = 0;                  //初始的首索引
        int end = arr2.length - 1;     //初始的末索引
        boolean isFlag1 = true;

        while(head <= end){
            int middle = (head + end)/2;
            if (dest1 == arr2[middle]){
                System.out.println("找到了该元素,位置为"+middle);
                isFlag1 = false;
                break;
            }else if(arr2[middle] > dest1){
                end = middle - 1;
            }
        }
        if (isFlag1){
            System.out.println("不好意思没找到哈哈");
        }
    }
}

　　四：数组元素的排序算法

  

排序:假设含有n个记录的序列为{R1，R2，...,Rn),其相应的关键字序列为(K1，K2，...,Kn)。将这些记录重新排序为(Ri1,Ri2,...,Rin),使得相应的关键字值满足条Ki1<=Ki2<=...<=Kin,这样的一种操作称为排序。

通常来说，排序的目的是快速查找

衡量排序算法的优劣:

1.时间复杂度:分析关键字的比较次数和记录的移动次数

2.空间复杂度:分析排序算法中需要多少辅助内存

3.稳定性:若两个记录A和B的关键字值相等，但排序后A、B的先后次序保持不变，则称这种排序算法是稳定的。

 

排序算法分类:内部排序和外部排序
内部排序:整个排序过程不需要借助于外部存储器(如磁盘等)，所有排字操作都在内存中完成。
外部排序:参与排序的数据非常多，数据量非常大，计算机无法把整个排序过程放在内存中完成，必须借助于外部存储器(如磁盘)。外部排序最常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。

十大内部排序算法：

选择排序：直接选择排序，堆排序

交换排序：冒泡排序，快速排序  （这两个必须会手写）

插入排序：直接插入排序，折半插入排序，shell排序

归并排序

桶式排序

基数排序

冒泡排序算法如下：

public class paixumaopao {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{13,56,78,23,56,23};
        //冒泡排序
        for (int i=0; i<arr.length - 1; i++){
            for (int j=0; j<arr.length-1-i; i++){
                if (arr[j] > arr[j+1]){
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }

        for (int i=0; i<arr.length; i++){
            System.out.println(arr[i] + "\t");
        }
    }
}

　　快速排序算法如下：

/**
  * 快速排序
  * 通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分关键字小，
  * 则分别对这两部分继续进行排序，直到整个序列有序。
  *
 */
public class QuickSort {
	private static void swap(int[] data, int i, int j) {
		int temp = data[i];
		data[i] = data[j];
		data[j] = temp;
	}
	private static void subSort(int[] data, int start, int end) {
		if (start < end) {
			int base = data[start];
			int low = start;
			int high = end + 1;
			while (true) {
				while (low < end && data[++low] - base <= 0)
					;
				while (high > start && data[--high] - base >= 0)
					;
				if (low < high) {
					swap(data, low, high);
				} else {
					break;
				}
			}
			swap(data, start, high);
			
			subSort(data, start, high - 1);//递归调用
			subSort(data, high + 1, end);
		}
	}
	public static void quickSort(int[] data){
		subSort(data,0,data.length-1);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		int[] data = { 9, -16, 30, 23, -30, -49, 25, 21, 30 };
		System.out.println("排序之前：\n" + java.util.Arrays.toString(data));
		quickSort(data);
		System.out.println("排序之后：\n" + java.util.Arrays.toString(data));
	}
}

　　Arrays 工具类的使用

import java.util.Arrays;

public class tools {
    //java.util.Arrays类即为操作数组的工具类，包含了用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。
    public static void main(String[] args) {
        //1.boolean equals(int[] a,int[] b)	判断两个数组是否相等
        int[] arr1 = new int[]{1,2,3,4};
        int[] arr2 = new int[]{1,3,2,4};
        boolean isEquals = Arrays.equals(arr1,arr2);
        System.out.println(isEquals);//false 因为数组顺序是不能变的

        //String toString(int[] a)	输出数组信息
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));

        //void fill(int[] a,int val)	将指定值填充到数组之中
        Arrays.fill(arr1,23);
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));

        //void sort(int[] a)	对数组进行排序
        Arrays.sort(arr2);
        System.out.println(Arrays.toString(arr2));

        //int binarySearch(int[] a,int key)	对排序后的数组进行二分法检索指定的值
        int[] arr3 = new int[]{43,56,78,-12,46};
        int index = Arrays.binarySearch(arr3,43);
        if (index >= 0){
            System.out.println("该元素位置为"+index);
        }else{
            System.out.println("未找到");
        }
    }
}

　　数组中的常见异常

public class yichang {
    /*
     * 数组中的常见异常：
     * 1.数组角标越界的异常:ArrayIndexOutOfBoundsException
     *
     * 2.空指针异常:NullPointerException
     *
     */
    public static void main(String[] args) {

        //1.数组角标越界的异常:ArrayIndexOutOfBoundsException
        int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};

        //举例：
//        for (int i=0; i<=arr.length; i++){
//            System.out.println(arr[i]);//遍历了7次，而数组长度为6，应该改为 i<arr.length或者 i<=arr.length-1
//        }

       // 2.空指针异常:NullPointerException
        //情况一：
//        int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
//        arr1 = null;
//        System.out.println(arr1[0]);

        //情况二：
//        int[][] arr2 = new int[4][];
//        System.out.println(arr2[0][0]);

        //情况三：
        String[] arr3 = new String[]{"aa","bb"};
        arr3[0] = null;
        System.out.println(arr3[0].toString());
    }
}