2022-07-15 day08 第一小组 王鸣赫
数据结构
1.数组是最基本的数据结构，是一张表，线性表（数据元素之间是一对一的关系
除了第一个和最后一个之外，其余的元素都是首尾连接）
2.链表
3、树
4、图
练习
找出一个数在数组中的位置
在数组中是否存在，如果存在，返回下标，如果不存在，返回-1
如果找到了，则把下标i保存起来，显示的你要找的数是xxx，在目标数组中的下标是xxx
如果没找到，则显示你要找的数是xxx，在目标数组中是不存在的。
点击查看代码
public class Ch01 {
public static void main(String[] args) {
/*
找出一个数在数组中的位置
在数组中是否存在，如果存在，返回下标，如果不存在，返回-1
如果找到了，则把下标i保存起来，显示的你要找的数是xxx，在目标数组中的下标是xxx
如果没找到，则显示你要找的数是xxx，在目标数组中是不存在的。
*/
/*
写程序的思路分享：
1.先完成需求要求的功能
2.根据程序运行的结果进行优化处理
3.代码重构
4.提升效率
*/
/*
查找算法：
线性查找：简单，便于理解。
*/
int [] arr = new int[]{1,58,46,33,10,5,-8};
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个数：");
int num = sc.nextInt();
// boolean flag = false;
int index = -1;
for (int i = 0;i < arr.length; i++) {
if(arr[i] == num) {
// System.out.println("你要找的数是：" + num + "，在目标数组中的下标是：" + i);
// flag = true;
index = i;
break;
}
// else {
// System.out.println("你要找的数是：" + num + "，在目标数组中不存在");
// }
}
if(index != -1) {
System.out.println("你要找的数是：" + num + "，在目标数组中的下标是：" + index);
}else {
System.out.println("你要找的数是：" + num + "，在目标数组中不存在");
}
}
}
算法
排序算法：
冒泡排序
快速排序
插入排序
选择排序
希尔排序
堆排序
归并排序
桶排序
二分法查找
如果要使用二分法查找找数字，前提是这个数组必须有顺序
点击查看代码
public class Ch02 {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6,7};
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入要查找的数字：");
int target = sc.nextInt();
// 最左边的下标
int left = 0;
// 最右边的下标
int right = arr.length - 1;
if(target < arr[left] || target > arr[right]){
System.out.println(target + "在目标数组中不存在！");
}else {
// 用来保存找到的下标的值
int res = -1;
while(left <= right) {
// 找出中间的下标
int middle = (left + right) / 2;
if(arr[middle] == target) {
// 中间的数恰巧就是我们要找的数
res = middle;
// left = arr.length;
break;
}else if(arr[middle] > target){
// 说明我们要找的数在数组的前半区
/*
如果在前半区
维护left和right
left是不需要动的
right应该移位到中间位置
*/
right = middle - 1;
}else {
// 条件实际上就是arr[middle]<target
/*
说明在后半区
right是不需要动的
left应该向右移位到中间位置
*/
left = middle + 1;
}
}
System.out.println(target + "在目标数组中的下标是：" + res);
}
}
}
冒泡排序
冒泡排序是最简单的排序之一了，其大体思想就是通过与相邻元素的比较和交换来把小的数交换到最前面。例子，对5,3,8,6,4这个无序序列进行冒泡排序。首先从后向前冒泡，4和6比较，把4交换到前面，序列变成5,3,8,4,6。同理4和8交换，变成5,3,4,8,6,3和4无需交换。5和3交换，变成3,5,4,8,6,3.这样一次冒泡就完了，把最小的数3排到最前面了。对剩下的序列依次冒泡就会得到一个有序序列。冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。
点击查看代码
public class Ch03 {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = new int[]{1,58,460,-33,10,5,-8};
/*
1和58 58和46 58和33 58和10 58和5 58和-8
1 46 33 10 5 -8 58
1和46 46和33 46和10 46和5 46和-8
1 33 10 5 -8 46 58
1和33 33和10 33和5 33和-8
1 10 5 -8 33 46 58
1和10 10和5 10和-8
1 5 -8 10 33 46 58
1和5 5和-8
1 -8 5 10 33 46 58
1和-8
-8 1 5 10 33 46 58
*/
// 从小到大
/*
冒泡排序思路分析：
1.我先拿第一个数和后面的数一一比较大小
*/
/*
冒泡排序需要两层循环嵌套：for
外层for循环控制的是需要各个数之间比较几轮
内层的for循环控制的是每个数的真正的比较
*/
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
//已经控制好了比较的次数
// 比较的次数 = 数组的长度 - 1
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
if(arr[j] < arr[j+1]){
// 如果前面的比后面的大，换位
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
System.out.print("第" + (i + 1) + "轮的比较结果是：");
for (int i1 : arr) {
System.out.print(i1 + "、");
}
System.out.println();
}
}
}
排序的简便操作从小到大
Arrays.sort(arr)
点击查看代码
public class Ch04 {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = new int[]{1,58,460,-33,10,5,-8};
// 从小到大
Arrays.sort(arr);
for (int i : arr) {
System.out.println(i);
}
}
}
选择排序
选择排序的思想其实和冒泡排序有点类似，都是在一次排序后把最小的元素放到最前面。但是过程不同，冒泡排序是通过相邻的比较和交换。而选择排序是通过对整体的选择。举个栗子，对5,3,8,6,4这个无序序列进行简单选择排序，首先要选择5以外的最小数来和5交换，也就是选择3和5交换，一次排序后就变成了3,5,8,6,4.对剩下的序列一次进行选择和交换，最终就会得到一个有序序列。其实选择排序可以看成冒泡排序的优化，因为其目的相同，只是选择排序只有在确定了最小数的前提下才进行交换，大大减少了交换的次数。选择排序的时间复杂度为O(n^2)
点击查看代码
public class Ch01 {
public static void main(String[] args) {
/*
第一轮
i=0,minIndex=0，里层的for循环int j = 1;j < 7;
if(arr[0] > arr[1]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
j = 2,if(arr[0] > arr[2]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
j = 3,if(arr[0] > arr[3]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
j = 4,if(arr[0] > arr[4]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
j = 5,if(arr[0] > arr[5]){}。由于if满足条件，执行了minIndex = 5.
j = 6,if(arr[5] > arr[6]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
j = 7,if(arr[5] > arr[7]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
到此为止，里层的for循环执行完毕。minIndex = 5。执行的
int temp = arr[5];
arr[5] = arr[0];
arr[0] = temp;
i=0的这次外层循环执行完毕。
数组变成了-8、25、48、12、10、1、127、56
第二轮
i=1,minIndex = 1,
j = 2,if(arr[1] > arr[2]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
j = 3,if(arr[0] > arr[3]){}。由于if满足，minIndex = 3;
j = 4,if(arr[3] > arr[4]){}。由于if满足，minIndex = 4;
j = 5,if(arr[4] > arr[5]){}。由于if满足，minIndex = 5;
j = 6,if(arr[5] > arr[6]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
j = 7,if(arr[5] > arr[7]){}。由于if不满足，则继续下一次的比较。
到此为止，里层的for循环执行完毕。minIndex = 5。执行的
int temp = arr[5];
arr[5] = arr[1];
arr[1] = temp;
数组变成了-8、1、48、12、10、25、127、56
第三轮
i=2;
*/
int [] arr = new int[]{1,25,48,12,10,-8,127,56};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
// 假设最小数的下标
int minIndex = i;
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if(arr[minIndex]>arr[j]){ // 找到了最小值
minIndex = j; //保存最小值的下标
}
}
int temp = arr[minIndex];
arr[minIndex] = arr[i];
arr[i] = temp;
System.out.print("第" + (i+1) + "次比较结果是：");
for (int i1 : arr) {
System.out.print(i1 + "、");
}
System.out.println();
}
// for (int i : arr) {
// System.out.print(i + "、");
// }
}
}
插入排序
插入排序不是通过交换位置而是通过比较找到合适的位置插入元素来达到排序的目的的。栗子，对5,3,8,6,4这个无序序列进行简单插入排序，首先假设第一个数的位置时正确的，想一下在拿到第一张牌的时候，没必要整理。然后3要插到5前面，把5后移一位，变成3,5,8,6,4.想一下整理牌的时候应该也是这样吧。然后8不用动，6插在8前面，8后移一位，4插在5前面，从5开始都向后移一位。注意在插入一个数的时候要保证这个数前面的数已经有序。简单插入排序的时间复杂度也是O(n^2)。
点击查看代码
public class Ch02 {
public static void main(String[] args) {
/*
第一轮：
i=0,current=arr[1],int preIndex=0,
while(0 >= 0 && 25 < arr[0]){}不成立，while循环不启动
arr[0+1] = arr[0+1]
第二轮：
i=1,current=arr[2]=48,int preIndex=1
while(1 >= 0&&48<25){}不成立，while循环不启动
arr[1+1] = arr[1+1]
第三轮：
i=2,current=arr[3]=12,int preIndex=2
while(2 >=0 && 12 < 48){
arr[3] = arr[2]
2--;
}
preIndex=1;
while(1 >=0 && 12 < 25){
arr[2] = arr[1];
1--;
}
preIndex = 0;
while(0 >=0 && 12 < 1){}不成立，while完事
arr[1] = 12;
1,12,25,48,10,-8,127,56
第四轮：
i=3,current = arr[4] = 10,int preIndex = 3,
while(3>=0 && 10 < 48){
arr[4] = arr[3];
1,12,25,48,48,-8,127,56
3--;
}
preIndex = 2;
while(2>=0 && 10 < 25){
arr[3] = arr[2];
1,12,25,25,48,-8,127,56
2--;
}
preIndex = 1;
while(1>=0&& 10 < 12){
arr[2] = arr[1];
1,12,12,25,48,-8,127,56
1--;
}
preIndex = 0;
while(0>=0&&10 < 1){}不成立，while完事
arr[1] = current = 10;
1,10,12,25,48,-8,127,56
*/
int [] arr = new int[]{1,25,48,12,10,-8,127,56};
// 定义参照物
int current;
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
current = arr[i + 1];
// 定义上一个元素的下标
int preIndex = i;
// 当上一个数的下标有效不能小于0
// 并且还要保证当前的数比他上一个数小，
// 这时候，才能让当前数向前移位
while(preIndex >= 0 && current < arr[preIndex]){
// 移位
// 前面的数后移一位
arr[preIndex + 1] = arr[preIndex];
//
preIndex--;
}
arr[preIndex + 1] = current;
}
for (int i : arr) {
System.out.print(i + "、");
}
}
}
数组的反转
创建一个等长的数组，把当前数组的每一个元素倒着添加到新数组里，把新数组赋值给老数组
点击查看代码
public class Ch03 {
public static void main(String[] args) {
// int [] arr = new int[]{1,25,48,12,10,-8,127,56};
// for (int i = arr.length - 1; i >= 0 ; i--) {
// System.out.println(arr[i]);
// }
/*
思路1：
创建一个等长的数组
把当前数组的每一个元素倒着添加到新数组里
新数组赋值给老数组
int [] newArr = new int[arr.lenth];
*/
// int [] newArr = new int[arr.length];
// for (int i = arr.length - 1; i >= 0 ; i--) {
// newArr[i] = arr[arr.length - 1 - i];
// }
// 新数组赋值给老数组
// arr = newArr;
// for (int i : arr) {
// System.out.println(i);
// }
/*
思路2：
利用交换的方式
*/
int [] arr = new int[]{1,25,48,12,10,-8,127,56};
// for (int i = 0; i < arr.length / 2; i++) {
// // temp存储的时最后一位
// int temp = arr[arr.length - 1 - i];
// arr[arr.length - 1 - i] = arr[i];
// arr[i] = temp;
// }
// for (int i : arr) {
// System.out.println(i);
// }
// Arrays是操作数组的一个工具类
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
数组的扩容
点击查看代码
public class Ch04 {
public static void main(String[] args) {
int [] nums = new int[]{3,4,6};
// 定义一个新的临时数组
int [] temp = new int[6];
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
temp[i] = nums[i];
}
nums = temp;
System.out.println(Arrays.toString(nums));
}
}
浙公网安备 33010602011771号