数组常见算法代码总结

一、数组排序【冒泡排序】（优化） 

1.基本实现思路:

数组排序是通过冒泡排序算法实现的，基本实现思路是比较相邻的元素，把小的元素往前移动或把大的元素往后移动，相邻元素两两进行比较，若大元素在小元素前面则发生交换(通过^异或运算实现)或者小元素在大元素后面则发生交换，若两个元素相等，则不交换。

冒泡排序口诀：

/*
 * N个数字来排序
 * 两两比较小（大）靠前
 * 总共比较N-1轮 每轮
 * 比较N-1-i次
*/

2.代码实现：

  • 冒泡排序

1）int类型的数组

package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;//冒泡排序/** N个数字来排序* 两两比较小（大）靠前* 总共比较N-1轮 每轮* 比较N-1-i次*/public class demo01 {public static void main(String[] args) {//无序数组int[] numbers= {1,9,6,7,2,8};System.out.println("排序前："+Arrays.toString(numbers));int counter=0;//比较n-1轮for(int i=0,n=numbers.length;i<n-1;i++) {//是否已经处于“有序”状态//true代表有序//false代表无序boolean isSorted=true;//每轮比较n-1-i次for(int k=0;k<n-1-i;k++) {counter++;//相邻元素比较 交换：使用异或运算 两两异或 进行三次if(numbers[k]>numbers[k+1]) {numbers[k]=numbers[k]^numbers[k+1];numbers[k+1]=numbers[k]^numbers[k+1];numbers[k]=numbers[k]^numbers[k+1];isSorted = false;}}if(isSorted) {break;}}System.out.println("优化后总共比较了："+counter+"次");System.out.println("排序后："+Arrays.toString(numbers));}}

输出结果：

排序前：[1, 9, 6, 7, 2, 8]
优化后总共比较了：14次
排序后：[1, 2, 6, 7, 8, 9]

2）char类型的数组 

package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;public class demo02 {public static void main(String[] args) {char[] arr= {'a','c','e','d','f','j','g'};System.out.println("排序前："+Arrays.toString(arr));int counter=0;//比较n-1轮for(int i=0 ,n=arr.length;i<n-1;i++) {boolean isSorted=true;//每轮比较n-1-i次for(int k=0;k<n-1-i;k++) {counter++;//相邻元素比较 交换if(arr[k]>arr[k+1]) {arr[k]=(char)(arr[k]^arr[k+1]);arr[k+1]=(char)(arr[k]^arr[k+1]);arr[k]=(char)(arr[k]^arr[k+1]);isSorted=false;}}if(isSorted) {break;}}System.out.println("优化后总共比较了："+counter+"次");System.out.println("排序后："+Arrays.toString(arr));}}

输出结果：

排序前：[a, c, e, d, f, j, g]
优化后总共比较了：11次
排序后：[a, c, d, e, f, g, j]

3）String类型的数组  

package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;public class demo03 {public static void main(String[] args) {String[] names= {"tian","lucy","bill","herry","deal","candy"};System.out.println("排序前："+Arrays.toString(names));int counter=0;//比较n-1轮for(int i=0,n=names.length;i<n-1;i++) {boolean isSorted=true;//每轮比较n-1-i次for(int k=0;k<n-1-i;k++) {counter++;//相邻元素比较 交换if(names[k].compareTo(names[k+1])>0) {String temp=names[k];names[k]=names[k+1];names[k+1]=temp;isSorted=false;}}if(isSorted) {break;}}System.out.println("优化后总共比较了："+counter+"次");System.out.println("排序后："+Arrays.toString(names));}}

输出结果：

排序前：[tian, lucy, bill, herry, deal, candy]
优化后总共比较了：15次
排序后：[bill, candy, deal, herry, lucy, tian]
  • 通过Arrays工具类的sort()方法 
package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;public class demo04 {public static void main(String[] args) {// 通过Arrays工具类的sort()方法char[] arr= {'l','k','j','h','g','f','d','s','a'};System.out.println(arr);Arrays.sort(arr);System.out.println(arr);}}

输出结果：

lkjhgfdsa
adfghjkls

二、无序数组查找 

1.基本实现思路:

无序数组查找是通过双指针查找实现的基本实现思路是：使用for循环，通过两个下标，分别从数组的头部和尾部遍历该无序数组，将数组中的每个元素与指定元素进行比较，从而确定该数组中是否存在目标元素。查找到了返回该元素在数组中所在的下标，没有查找到返回-1。

2.代码实现：

package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Scanner;public class demo05 {public static void main(String[] args) {// “无序数组”中指定元素的查找//双指针int[] array= {28,12,89,73,65,18,12,96,50,8,36};try (Scanner input = new Scanner(System.in)){int target= input.nextInt();//目标元素int index=-1;//目标元素下标，默认为-1，代表不存在//案例1：查找在“无序数组”中目标元素第一次出现的位置for(int i=0;i<array.length;i++) {if(array[i]==target) {index=i;break;}}//案例2：查找在“无序数组”中目标元素最后一次出现的位置//方式1：从头部开始遍历，依次查找for(int i=0;i<array.length;i++) {if(array[i]==target) {index=i;}}//方式2：从尾部开始遍历，依次查找for(int i=array.length-1;i>=0;i--) {if(array[i]==target) {index=i;break;}}System.out.printf("元素%d的下标是%d",target,index);	}}}package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Scanner;public class demo06 {public static void main(String[] args) {// 查找String[] singerArray = { "李荣浩", "盘尼西林", "王菲", "王贰浪", "鹿先森乐队", "孙燕姿", "G.E.M.邓紫棋", "方大同", "品冠儿子" };try (Scanner input = new Scanner(System.in)){String target= input.next();int index=-1;for(int i=0,k=singerArray.length-1;i<=k;i++,k--) {//从头开始比较//String字符串的等值比较，必须用equalsif(singerArray[i].equals(target)) {index=i;break;}//从尾部开始比较if(singerArray[k].equals(target)) {index=k;break;}}System.out.println(index);	}}
}

输出结果：

73
元素73的下标是36
元素6的下标是-1王贰浪
3张甜甜
-1​

三、有序数组查找（二分查找）

1.基本实现思路:

有序数组查找是通过二分查找（Binary Search）算法实现的，二分查找算法的基本实现思路是：
定义一个有序的数组，以及要查找的目标整数 target。
初始化 index 为 -1，用于存储找到的目标元素的下标；数组的起始下标 low=0 和 结束下标 high =（numbers.length - 1）。
使用 while 循环，条件是 low <= high。这意味着只要搜索区间不为空，就继续查找。
在每次循环中，计算中间位置 mid，它是 low 和 high 的平均值（向下取整）。
使用 if-else 语句判断中间位下标的元素是否与目标元素相等
如果 中间位置的元素 = target，则找到了目标元素，将 index 设置为 mid 并break跳出循环。
如果 中间位置的元素 < target，则目标元素在 mid 的右侧，更新 low 为 mid + 1。
如果 中间位置的元素 > target，则目标元素在 mid 的左侧，更新 high 为 mid - 1。
循环结束后，输出 index。如果找到了目标元素，index 将是目标元素在数组中的下标；如果没有找到，index 将为 -1。

2.代码实现：

  • 二分查找

1）int类型的数组

package com.ztt.exercise.Demo03;public class demo07 {public static void main(String[] args) {//二分查找算法int[] numbers= {1,2,3,4,5,6,7,8,9};int target=3;int index=-1;//数组的“首”+“尾”int low=0,high=numbers.length-1;while(low<=high) {//计算当前位“中间位”下标int mid=(low+high)/2;//判断中间位下标的元素是否与目标元素相等if(numbers[mid]==target) {index=mid;break;}else if(numbers[mid]<target){low=mid+1;}else if(numbers[mid]>target) {high=mid-1;}}System.out.println(index);}}

输出结果：

2

2）char类型的数组 

package com.ztt.exercise.Demo03;public class demo08 {public static void main(String[] args) {char[] keys = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n' };char target='h';int index=-1;int low=0,high=keys.length-1;while(low<=high) {int mid=(low+high)/2;if(keys[mid]==target) {index=mid;break;}else if(keys[mid]>target){high=mid-1;}else if(keys[mid]<target) {low=mid+1;}}System.out.println(index);}}

输出结果：

7

3）String类型的数组

package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;public class demo09 {public static void main(String[] args) {String[] contactArray = { "egatron","s司马铁锤","s司马铁锤","Laden", "angelababy","b比尔盖饭","l林平之","BIGBANG" , "Adele Adkins", "m马云","Gaddafi", "g郭德纲","m马伯庸","Ma Tong Seok"};String target="m马云";int index=-1;//先排序Arrays.sort(contactArray);System.out.println(Arrays.toString(contactArray));int low=0,high=contactArray.length-1;while(low<=high) {int mid=(low+high)/2;if(contactArray[mid].compareTo(target)==0) {index=mid;break;}else if(contactArray[mid].compareTo(target)>0){high=mid-1;}else if(contactArray[mid].compareTo(target)<0) {low=mid+1;}}System.out.println(index);}}

输出结果：

[Adele Adkins, BIGBANG, Gaddafi, Laden, Ma Tong Seok, angelababy, b比尔盖饭, egatron, g郭德纲, l林平之, m马云, m马伯庸, s司马铁锤, s司马铁锤]
10
  •  通过Arrays工具类的binarySearch()方法  
package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;public class demo03 {public static void main(String[] args) {int[] array= {28,12,89,73,65,18,96,50,8,36};int target=36; //目标元素//先排序Arrays.sort(array);System.out.println(Arrays.toString(array));//再查找int index=Arrays.binarySearch(array, target);System.out.println(index);}
}

输出结果：

[8, 12, 18, 28, 36, 50, 65, 73, 89, 96]
4

四、数组乱序 

1.基本实现思路:

数组乱序 的基本实现思路是：对一个打乱顺序的数组，通过for循环逆序遍历产生随机下标，从数组的最后一个元素(数组的长度-1)开始到第二个元素(i>0)，设置一个随机数作为循环中遍历到的元素之前的所有元素的下标，即可从该元素之前的所有元素中随机取出一个每次将随机取出的元素与遍历到的元素交换，即可完成乱序

 2.代码实现：

package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;public class demo10 {public static void main(String[] args) {// 乱序排序int[] numbers={11,13,14,16,19};System.out.println(Arrays.toString(numbers));System.out.println();for(int i=numbers.length-1; i>0;i--) {int index=(int)(Math.random()*i);numbers[index]=numbers[index]^numbers[i];numbers[i]=numbers[index]^numbers[i];numbers[index]=numbers[index]^numbers[i];}System.out.println(Arrays.toString(numbers));}}package com.ztt.exercise.Demo03;public class demo11 {
public static void main(String[] args) {String[] playMusicList = { "1反方向的钟", "2七里香", "3半岛铁盒", "4双节棍", "5晴天", "6青花瓷", "7一路向北", "8稻香" };for(int i=playMusicList.length-1;i>0;i--) {int randIndex=(int)(Math.random()*i);String temp=playMusicList[i];playMusicList[i] = playMusicList[randIndex];playMusicList[randIndex] = temp;}for(String music :playMusicList ) {System.out.println(music);}}}

输出结果：

[11, 13, 14, 16, 19][13, 16, 11, 19, 14]6青花瓷
1反方向的钟
8稻香
2七里香
4双节棍
7一路向北
3半岛铁盒
5晴天

五、数组旋转 

1.基本实现思路:

数组旋转的基本实现思路是:

向右旋转：从数组的尾部开始遍历(逆序遍历)逐步向前移动，每次都将当前元素与其前一个元素交换(通过^异或运算实现)，直到到达数组的开始位置。这样，数组就实现了向右旋转一位的效果。重复旋转，由于外层循环执行了3次，所以数组总共向右旋转了3位。

向左旋转：从数组的头部开始遍历(顺序遍历)逐步向后移动，每次都将当前元素与其后一个元素交换(通过^异或运算实现)，直到到达数组的结束位置。这样，数组就实现了向左旋转一位的效果。重复旋转，由于外层循环执行了3次，所以数组总共向左旋转了3位。

 2.代码实现：

1）向右旋转

package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;public class demo12 {public static void main(String[] args) {// 数组旋转int[] numbers= {1,2,3,4,5,6,7};//外层循环：控制旋转的位数，循环3次代表旋转3次for(int i=0; i<3;i++) {//内层循环：控制旋转的方向，每次向右旋转1位//向右旋转：将尾部元素通过不断交换，交换至数组头部//遍历的方向：从尾部开始（逆序）//交换的双方：当前元素k 与 前一个元素k-1//每次向右旋转1位for(int k=numbers.length-1;k>0;k--) {//交换numbers[k]=numbers[k]^numbers[k-1];numbers[k-1]=numbers[k]^numbers[k-1];numbers[k]=numbers[k]^numbers[k-1];}}System.out.println(Arrays.toString(numbers));}}

输出结果：

[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]

2）向左旋转

package com.ztt.exercise.Demo03;import java.util.Arrays;public class demo13 {public static void main(String[] args) {// 数组旋转int[] numbers= {1,2,3,4,5,6,7};//外层循环：控制旋转的位数，循环3次代表旋转3次for(int i=0; i<3;i++) {//内层循环：控制旋转的方向，每次向左旋转1位//向左旋转：将头部元素通过不断交换，交换至数组尾部//遍历的方向：从头部开始（顺序）//交换的双方：当前元素k 与 前一个元素k+1//每次向左旋转1位for(int k=0;k<numbers.length-1;k++) {//交换numbers[k]=numbers[k]^numbers[k+1];numbers[k+1]=numbers[k]^numbers[k+1];numbers[k]=numbers[k]^numbers[k+1];}}System.out.println(Arrays.toString(numbers));}}

输出结果：

[4, 5, 6, 7, 1, 2, 3]

 

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