JAVA中的数组工具类

1. pre name="code" class="java">import java.util.ArrayList;

2. import java.util.Arrays;

3. import java.util.List;

4. import java.util.Map;

5. import java.util.Random;

6. import java.util.TreeMap;

7.

8. /**

9. * @desc 数组操作工具

10. * @author OuyangPeng

11. * @datatime 2013-5-11 10:31:02

12. *

13. */

14. public class MyArrayUtils {

15.

16. /**

17. * 排序算法的分类如下： 1.插入排序（直接插入排序、折半插入排序、希尔排序）； 2.交换排序（冒泡泡排序、快速排序）；

18. * 3.选择排序（直接选择排序、堆排序）； 4.归并排序； 5.基数排序。

19. *

20. * 关于排序方法的选择： (1)若n较小(如n≤50)，可采用直接插入或直接选择排序。

21. * (2)若文件初始状态基本有序(指正序)，则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜；

22. * (3)若n较大，则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。

23. *

24. */

25.

26. /**

27. * 交换数组中两元素

28. *

29. * @since 1.1

30. * @param ints

31. * 需要进行交换操作的数组

32. * @param x

33. * 数组中的位置1

34. * @param y

35. * 数组中的位置2

36. * @return 交换后的数组

37. */

38. public static int[] swap(int[] ints, int x, int y) {

39. int temp = ints[x];

40. ints[x] = ints[y];

41. ints[y] = temp;

42. return ints;

43. }

44.

45. /**

46. * 冒泡排序方法:相邻两元素进行比较 性能：比较次数O(n^2),n^2/2；交换次数O(n^2),n^2/4<br>

47. * 冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，<br>

48. * 如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，<br>

49. * 也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。<br>

50. 　　冒泡排序算法的运作如下:<br>

51. 1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。<br>

52. 2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。<br>

53. 3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。<br>

54. 4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。<br>

55. * @since 1.1

56. * @param source

57. * 需要进行排序操作的数组

58. * @return 排序后的数组

59. */

60. public static int[] bubbleSort(int[] source) {

61. /*for (int i = 0; i < source.length - 1; i++) { // 最多做n-1趟排序

62. for (int j = 0; j < source.length - i - 1; j++) { // 对当前无序区间score[0......length-i-1]进行排序(j的范围很关键，这个范围是在逐步缩小的)

63. if (source[j] > source[j + 1]) { // 把大的值交换到后面

64. swap(source, j, j + 1);

65. }

66. }

67. }*/

68. for (int i = source.length - 1; i>0 ; i--) {

69. for (int j = 0; j < i; j++) {

70. if (source[j] > source[j + 1]) {

71. swap(source, j, j + 1);

72. }

73. }

74. }

75. return source;

76. }

77.

78. /**

79. * 选择排序法 方法：选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法，其平均时间复杂度为O(n2)。

80. * 它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置，然后，

81. * 再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

82. * 性能：选择排序的交换操作介于0和(n-1)次之间， 选择排序的比较操作为n(n-1)/2次之间，

83. * 选择排序的赋值操作介于0和3(n-1)次之间，其平均时间复杂度为O(n2)

84. * 交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多，所以选择排序比冒泡排序快。

85. * 但是N比较大时，比较所需的CPU时间占主要地位，所以这时的性能和冒泡排序差不太多，但毫无疑问肯定要快些。

86. *

87. * @since 1.1

88. * @param source

89. * 需要进行排序操作的数组

90. * @return 排序后的数组

91. */

92. public static int[] selectSort(int[] source) {

93. for (int i = 0; i < source.length; i++) {

94. for (int j = i + 1; j < source.length; j++) {

95. if (source[i] > source[j]) {

96. swap(source, i, j);

97. }

98. }

99. }

100. return source;

101. }

102.

103. /**

104. * 插入排序 方法：将一个记录插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。 性能：比较次数O(n^2),n^2/4

105. * 复制次数O(n),n^2/4 比较次数是前两者的一般，而复制所需的CPU时间较交换少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比选择排序也要快。

106. *

107. * @since 1.1

108. * @param source

109. * 需要进行排序操作的数组

110. * @return 排序后的数组

111. */

112. public static int[] insertSort(int[] source) {

113.

114. for (int i = 1; i < source.length; i++) {

115. for (int j = i; (j > 0) && (source[j] < source[j - 1]); j--) {

116. swap(source, j, j - 1);

117. }

118. }

119. return source;

120. }

121.

122. /**

123. * 快速排序 快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。 步骤为：

124. * 1. 从数列中挑出一个元素，称为 "基准"（pivot）， 2.

125. * 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面

126. * （相同的数可以到任一边）。在这个分割之后，该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。 3.

127. * 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

128. * 递回的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了

129. * 。虽然一直递回下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

130. *

131. * @since 1.1

132. * @param source

133. * 需要进行排序操作的数组

134. * @return 排序后的数组

135. */

136. public static int[] quickSort(int[] source) {

137. return qsort(source, 0, source.length - 1);

138. }

139.

140. /**

141. * 快速排序的具体实现，排正序

142. *

143. * @since 1.1

144. * @param source

145. * 需要进行排序操作的数组

146. * @param low

147. * 开始低位

148. * @param high

149. * 结束高位

150. * @return 排序后的数组

151. */

152. private static int[] qsort(int source[], int low, int high) {

153. int i, j, x;

154. if (low < high) {

155. i = low;

156. j = high;

157. x = source[i];

158. while (i < j) {

159. while (i < j && source[j] > x) {

160. j--;

161. }

162. if (i < j) {

163. source[i] = source[j];

164. i++;

165. }

166. while (i < j && source[i] < x) {

167. i++;

168. }

169. if (i < j) {

170. source[j] = source[i];

171. j--;

172. }

173. }

174. source[i] = x;

175. qsort(source, low, i - 1);

176. qsort(source, i + 1, high);

177. }

178. return source;

179. }

180.

181. // /////////////////////////////////////////////

182. // 排序算法结束

183. // ////////////////////////////////////////////

184. /**

185. * 二分法查找 查找线性表必须是有序列表

186. *

187. * @since 1.1

188. * @param source

189. * 需要进行查找操作的数组

190. * @return 需要查找的值在数组中的位置，若未查到则返回-1

191. */

192. public static int[] binarySearch(int[] source) {

193. int i,j;

194. int low, high, mid;

195. int temp;

196. for (i = 0; i < source.length; i++) {

197. temp=source[i];

198. low=0;

199. high=i-1;

200. while (low <= high) {

201. mid = (low + high)/2;

202. if (source[mid]>temp) {

203. high=mid-1;

204. } else {

205. low = mid + 1;

206. }

207. }

208. for (j= i-1; j>high;j--)

209. source[j+1]=source[j];

210. source[high+1]=temp;

211. }

212. return source;

213. }

214.

215. /**

216. * 反转数组

217. *

218. * @since 1.1

219. * @param source

220. * 需要进行反转操作的数组

221. * @return 反转后的数组

222. */

223. public static int[] reverse(int[] source) {

224. int length = source.length;

225. int temp = 0;

226. for (int i = 0; i < length >> 1; i++) {

227. temp = source[i];

228. source[i] = source[length - 1 - i];

229. source[length - 1 - i] = temp;

230. }

231. return source;

232. }

233.

234. /**

235. * 在当前位置插入一个元素,数组中原有元素向后移动; 如果插入位置超出原数组，则抛IllegalArgumentException异常

236. *

237. * @param array

238. * @param index

239. * @param insertNumber

240. * @return

241. */

242. public static int[] insert(int[] array, int index, int insertNumber) {

243. if (array == null || array.length == 0) {

244. throw new IllegalArgumentException();

245. }

246. if (index - 1 > array.length || index <= 0) {

247. throw new IllegalArgumentException();

248. }

249. int[] dest = new int[array.length + 1];

250. System.arraycopy(array, 0, dest, 0, index - 1);

251. dest[index - 1] = insertNumber;

252. System.arraycopy(array, index - 1, dest, index, dest.length - index);

253. return dest;

254. }

255.

256. /**

257. * 整形数组中特定位置删除掉一个元素,数组中原有元素向前移动; 如果插入位置超出原数组，则抛IllegalArgumentException异常

258. *

259. * @param array

260. * @param index

261. * @return

262. */

263. public static int[] remove(int[] array, int index) {

264. if (array == null || array.length == 0) {

265. throw new IllegalArgumentException();

266. }

267. if (index > array.length || index <= 0) {

268. throw new IllegalArgumentException();

269. }

270. int[] dest = new int[array.length - 1];

271. System.arraycopy(array, 0, dest, 0, index - 1);

272. System.arraycopy(array, index, dest, index - 1, array.length - index);

273. return dest;

274. }

275.

276. /**

277. * 2个数组合并，形成一个新的数组

278. *

279. * @param array1

280. * @param array2

281. * @return

282. */

283. public static int[] merge(int[] array1, int[] array2) {

284. int[] dest = new int[array1.length + array2.length];

285. System.arraycopy(array1, 0, dest, 0, array1.length);

286. System.arraycopy(array2, 0, dest, array1.length, array2.length);

287. return dest;

288. }

289.

290. /**

291. * 数组中有n个数据，要将它们顺序循环向后移动k位， 即前面的元素向后移动k位，后面的元素则循环向前移k位，

292. * 例如，0、1、2、3、4循环移动3位后为2、3、4、0、1。

293. *

294. * @param array

295. * @param offset

296. * @return

297. */

298. public static int[] offsetArray(int[] array, int offset) {

299. int length = array.length;

300. int moveLength = length - offset;

301. int[] temp = Arrays.copyOfRange(array, moveLength, length);

302. System.arraycopy(array, 0, array, offset, moveLength);

303. System.arraycopy(temp, 0, array, 0, offset);

304. return array;

305. }

306.

307. /**

308. * 随机打乱一个数组

309. *

310. * @param list

311. * @return

312. */

313. public static List shuffle(List list) {

314. java.util.Collections.shuffle(list);

315. return list;

316. }

317.

318. /**

319. * 随机打乱一个数组

320. *

321. * @param array

322. * @return

323. */

324. public int[] shuffle(int[] array) {

325. Random random = new Random();

326. for (int index = array.length - 1; index >= 0; index--) {

327. // 从0到index处之间随机取一个值，跟index处的元素交换

328. exchange(array, random.nextInt(index + 1), index);

329. }

330. return array;

331. }

332.

333. // 交换位置

334. private void exchange(int[] array, int p1, int p2) {

335. int temp = array[p1];

336. array[p1] = array[p2];

337. array[p2] = temp;

338. }

339.

340. /**

341. * 对两个有序数组进行合并,并将重复的数字将其去掉

342. *

343. * @param a

344. * ：已排好序的数组a

345. * @param b

346. * ：已排好序的数组b

347. * @return 合并后的排序数组

348. */

349. private static List<Integer> mergeByList(int[] a, int[] b) {

350. // 用于返回的新数组，长度可能不为a,b数组之和，因为可能有重复的数字需要去掉

351. List<Integer> c = new ArrayList<Integer>();

352. // a数组下标

353. int aIndex = 0;

354. // b数组下标

355. int bIndex = 0;

356. // 对a、b两数组的值进行比较，并将小的值加到c，并将该数组下标+1，

357. // 如果相等，则将其任意一个加到c，两数组下标均+1

358. // 如果下标超出该数组长度，则退出循环

359. while (true) {

360. if (aIndex > a.length - 1 || bIndex > b.length - 1) {

361. break;

362. }

363. if (a[aIndex] < b[bIndex]) {

364. c.add(a[aIndex]);

365. aIndex++;

366. } else if (a[aIndex] > b[bIndex]) {

367. c.add(b[bIndex]);

368. bIndex++;

369. } else {

370. c.add(a[aIndex]);

371. aIndex++;

372. bIndex++;

373. }

374. }

375. // 将没有超出数组下标的数组其余全部加到数组c中

376. // 如果a数组还有数字没有处理

377. if (aIndex <= a.length - 1) {

378. for (int i = aIndex; i <= a.length - 1; i++) {

379. c.add(a[i]);

380. }

381. // 如果b数组中还有数字没有处理

382. } else if (bIndex <= b.length - 1) {

383. for (int i = bIndex; i <= b.length - 1; i++) {

384. c.add(b[i]);

385. }

386. }

387. return c;

388. }

389.

390. /**

391. * 对两个有序数组进行合并,并将重复的数字将其去掉

392. *

393. * @param a

394. * :已排好序的数组a

395. * @param b

396. * :已排好序的数组b

397. * @return合并后的排序数组,返回数组的长度=a.length + b.length,不足部分补0

398. */

399. private static int[] mergeByArray(int[] a, int[] b) {

400. int[] c = new int[a.length + b.length];

401.

402. int i = 0, j = 0, k = 0;

403.

404. while (i < a.length && j < b.length) {

405. if (a[i] <= b[j]) {

406. if (a[i] == b[j]) {

407. j++;

408. } else {

409. c[k] = a[i];

410. i++;

411. k++;

412. }

413. } else {

414. c[k] = b[j];

415. j++;

416. k++;

417. }

418. }

419. while (i < a.length) {

420. c[k] = a[i];

421. k++;

422. i++;

423. }

424. while (j < b.length) {

425. c[k] = b[j];

426. j++;

427. k++;

428. }

429. return c;

430. }

431.

432. /**

433. * 对两个有序数组进行合并,并将重复的数字将其去掉

434. *

435. * @param a

436. * ：可以是没有排序的数组

437. * @param b

438. * ：可以是没有排序的数组

439. * @return合并后的排序数组 打印时可以这样： Map<Integer,Integer> map=sortByTreeMap(a,b);

440. * Iterator iterator = map.entrySet().iterator(); while

441. * (iterator.hasNext()) { Map.Entry mapentry =

442. * (Map.Entry)iterator.next();

443. * System.out.print(mapentry.getValue()+" "); }

444. */

445. private static Map<Integer, Integer> mergeByTreeMap(int[] a, int[] b) {

446. Map<Integer, Integer> map = new TreeMap<Integer, Integer>();

447. for (int i = 0; i < a.length; i++) {

448. map.put(a[i], a[i]);

449. }

450. for (int i = 0; i < b.length; i++) {

451. map.put(b[i], b[i]);

452. }

453. return map;

454. }

455.

456. /**

457. * 在控制台打印数组，之间用逗号隔开,调试时用

458. *

459. * @param array

460. */

461. public static String print(int[] array) {

462. StringBuffer sb = new StringBuffer();

463. for (int i = 0; i < array.length; i++) {

464. sb.append("," + array[i]);

465. }

466. System.out.println("\n"+sb.toString().substring(1));

467. return sb.toString().substring(1);

468. }

469. }</pre><br>

470. <br>

471. <pre></pre>

472. <pre></pre>