关于数组的常见算法

一、案例一

案例说明

案例：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，总和，平均值，并输出出来
要求：所有随机数都是两位数：[10,99]
提示：求[a,b]范围内的随机数： (int)(Math.random() * (b - a + 1)) + a;

代码实现

public class ArrayExer01 {
public static void main(String[] args) {
//1. 动态初始化方式创建数组
int[] arr = new int[10];
//2. 通过循环给数组元素赋值
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = (int)(Math.random() * (99 - 10 + 1)) + 10;
System.out.print(arr[i] + "\t");
}

System.out.println();

//3.1 求最大值
int max = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if(max < arr[i]){
max = arr[i];
}
}
System.out.println("最大值为：" + max);

//3.2 求最小值
int min = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if(min > arr[i]){
min = arr[i];
}
}
System.out.println("最小值为：" + min);

//3.3 求总和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
sum += arr[i];
}
System.out.println("总和为：" + sum);

//3.4 求平均值
int avgValue = sum / arr.length;
System.out.println("平均值为：" + avgValue);

}
}

二、案例二

案例说明

案例：评委打分

分析以下需求，并用代码实现：

（1）在编程竞赛中，有10位评委为参赛的选手打分，分数分别为：5,4,6,8,9,0,1,2,7,3

（2）求选手的最后得分（去掉一个最高分和一个最低分后其余8位评委打分的平均值）

代码实现

public class ArrayExer02 {
public static void main(String[] args) {

int[] scores = {5,4,6,8,9,0,1,2,7,3};
//声明三个特征值
int sum = 0;
int max = scores[0];
int min = scores[0];

for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
sum += scores[i]; //累加总分
//用于获取最高分
if(max < scores[i]){
max = scores[i];
}
//用于获取最低分
if(min > scores[i]){
min = scores[i];
}
}

int avg = (sum - max - min) / (scores.length - 2);
System.out.println("去掉最高分和最低分之后，平均分为：" + avg);

}
}

三、案例三

案例说明

找最值及其所有最值的下标

代码实现一

public class Test13AllMaxIndex {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {4,5,6,1,9,9,3};
//找最大值
int max = arr[0];
for(int i=1; i<arr.length; i++){
if(arr[i] > max){
max = arr[i];
}
}
System.out.println("最大值是：" + max);
System.out.print("最大值的下标有：");

//遍历数组，看哪些元素和最大值是一样的
for(int i=0; i<arr.length; i++){
if(max == arr[i]){
System.out.print(i+"\t");
}
}
System.out.println();
}
}

代码实现二

public class Test13AllMaxIndex2 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {4,5,6,1,9,9,3};
//找最大值
int max = arr[0];
String index = "0";
for(int i=1; i<arr.length; i++){
if(arr[i] > max){
max = arr[i];
index = i + "";
}else if(arr[i] == max){
index += "," + i;
}
}

System.out.println("最大值是" + max);
System.out.println("最大值的下标是[" + index+"]");
}
}

四、案例四

案例说明

案例：使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角。

提示：
1. 第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素
2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1
3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素。即：
yanghui[i][j] = yanghui[i-1][j-1] + yanghui[i-1][j];

代码实现

public class YangHuiTest {
public static void main(String[] args) {

//1. 创建二维数组
int[][] yangHui = new int[10][];

//2.使用循环结构，初始化外层数组元素
for(int i = 0;i < yangHui.length;i++){
yangHui[i] = new int[i + 1];
//3. 给数组的元素赋值
//3.1 给数组每行的首末元素赋值为1
yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1;
//3.2 给数组每行的非首末元素赋值
//if(i >= 2){
for(int j = 1;j < yangHui[i].length - 1;j++){ //j从每行的第2个元素开始，到倒数第2个元素结束
yangHui[i][j] = yangHui[i - 1][j] + yangHui[i - 1][j - 1];
}
//}

}
//遍历二维数组
for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
for (int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {
System.out.print(yangHui[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}

}
}

五、案例五

案例说明

案例：复制、赋值

使用简单数组
(1)创建一个名为ArrayTest的类，在main()方法中声明array1和array2两个变量，他们是int[]类型的数组。
(2)使用大括号{}，把array1初始化为8个素数：2,3,5,7,11,13,17,19。
(3)显示array1的内容。
(4)赋值array2变量等于array1，修改array2中的偶索引元素，使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)。
(5)打印出array1。

思考：array1和array2是什么关系？
【answer】array1和array2是两个变量，共同指向了堆空间中的同一个数组结构。即二者的地址值相同。

拓展：修改题目，实现array2对array1数组的复制

代码实现（赋值）

public class ArrayExer04 {
public static void main(String[] args) {
//(1)创建一个名为ArrayExer04的类，在main()方法中声明array1和array2两个变量，他们是int[]类型的数组。
int[] array1,array2;
//(2)使用大括号{}，把array1初始化为8个素数：2,3,5,7,11,13,17,19。
array1 = new int[]{2,3,5,7,11,13,17,19};
//(3)显示array1的内容。
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
//(4)赋值array2变量等于array1，修改array2中的偶索引元素，使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)。
array2 = array1;
System.out.println();
System.out.println(array1);
System.out.println(array2);

for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
if(i % 2 == 0){
array2[i] = i;
}
}

System.out.println();//换行
//(5)打印出array1。
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
}
}

代码实现（复制）

public class ArrayExer04_1 {
public static void main(String[] args) {
//(1)创建一个名为ArrayExer04的类，在main()方法中声明array1和array2两个变量，他们是int[]类型的数组。
int[] array1,array2;
//(2)使用大括号{}，把array1初始化为8个素数：2,3,5,7,11,13,17,19。
array1 = new int[]{2,3,5,7,11,13,17,19};
//(3)显示array1的内容。
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
//(4)复制array1数组给array2，修改array2中的偶索引元素，使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)。
array2 = new int[array1.length];
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
array2[i] = array1[i];
}

System.out.println();
System.out.println(array1);
System.out.println(array2);

for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
if(i % 2 == 0){
array2[i] = i;
}
}

System.out.println();//换行
//(5)打印出array1。
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
}
}

六、案例六

案例说明	案例：定义数组：int[] arr = new int[]{34,54,3,2,65,7,34,5,76,34,67}; 如何实现数组元素的反转存储？你有几种方法。
代码实现1	public class ArrayExer05 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{34,54,3,2,65,7,34,5,76,34,67}; //遍历 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.print(arr[i] + "\t"); } System.out.println(); //反转操作 //方式1： for(int i = 0;i < arr.length/2;i++){ //交互arr[i] 与 arr[arr.length - 1 - i]位置的元素 int temp = arr[i]; arr[i] = arr[arr.length - 1 - i]; arr[arr.length - 1 - i] = temp; } } }
代码实现2	public class ArrayExer05 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{34,54,3,2,65,7,34,5,76,34,67}; //遍历 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.print(arr[i] + "\t"); } System.out.println(); //反转操作 //方式2： for(int i = 0,j = arr.length - 1;i < j;i++,j--){ //交互arr[i] 与 arr[j]位置的元素 int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } } }
代码实现3	public class ArrayExer05 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{34,54,3,2,65,7,34,5,76,34,67}; //遍历 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.print(arr[i] + "\t"); } System.out.println(); //反转操作 //方式3：不推荐 int[] newArr = new int[arr.length]; for(int i = arr.length - 1;i >= 0;i--){ newArr[arr.length - 1 - i] = arr[i]; } arr = newArr; //遍历 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.print(arr[i] + "\t"); } } }

七、案例七

案例说明

一个数组，让数组的每个元素去除第一个元素，得到的商作为被除数所在位置的新值。

代码实现

public class Test3 {
   public static void main(String[] args) {
       int[] arr = new int[]{12,43,65,3,-8,64,2};

//       for(int i = 0;i < arr.length;i++){
//           arr[i] = arr[i] / arr[0];
//       }
       for(int i = arr.length -1;i >= 0;i--){
           arr[i] = arr[i] / arr[0];
       }
       //遍历arr
       for(int i = 0;i < arr.length;i++){
           System.out.print(arr[i] + " ");
       }
   }
}

七、案例七

案例说明

创建一个长度为6的int型数组，要求数组元素的值都在1-30之间，且是随机赋值。同时，要求元素的值各不相同。

代码实现

public class Test4 {
   // 5-67 Math.random() * 63 + 5;
   @Test
   public void test1() {
       int[] arr = new int[6];
       for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31)
           arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;

           boolean flag = false;
           while (true) {
               for (int j = 0; j < i; j++) {
                   if (arr[i] == arr[j]) {
                       flag = true;
                       break;
                   }
               }
               if (flag) {
                   arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;
                   flag = false;
                   continue;
               }
               break;
           }
       }

       for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
           System.out.println(arr[i]);
       }
   }
   //更优的方法
   @Test
   public void test2(){
       int[] arr = new int[6];
       for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31)
           arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;

               for (int j = 0; j < i; j++) {
                   if (arr[i] == arr[j]) {
                       i--;
                       break;
                   }
               }
           }

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

八、案例八：回形数

案例说明

从键盘输入一个整数（1~20），则以该数字为矩阵的大小，把1,2,3…n*n 的数字按照顺时针螺旋的形式填入其中。

例如：输入数字2，则程序输出：

1 2

4 3

输入数字3，则程序输出：

1 2 3

8 9 4

7 6 5

输入数字4，则程序输出：

1 2 3 4

12 13 14 5

11 16 15 6

10 9 8 7

代码实现一

//方式1
public class RectangleTest {
   public static void main(String[] args) {
       Scanner scanner = new Scanner(System.in);
       System.out.println("输入一个数字");
       int len = scanner.nextInt();
       int[][] arr = new int[len][len];

       int s = len * len;
       /*
       * k = 1:向右
       * k = 2:向下
       * k = 3:向左
       * k = 4:向上
       */
       int k = 1;
       int i = 0,j = 0;
       for(int m = 1;m <= s;m++){
           if(k == 1){
               if(j < len && arr[i][j] == 0){
                   arr[i][j++] = m;
               }else{
                   k = 2;
                   i++;
                   j--;
                   m--;
               }
           }else if(k == 2){
               if(i < len && arr[i][j] == 0){
                   arr[i++][j] = m;
               }else{
                   k = 3;
                   i--;
                   j--;
                   m--;
               }
           }else if(k == 3){
               if(j >= 0 && arr[i][j] == 0){
                   arr[i][j--] = m;
               }else{
                   k = 4;
                   i--;
                   j++;
                   m--;
               }
           }else if(k == 4){
               if(i >= 0 && arr[i][j] == 0){
                   arr[i--][j] = m;
               }else{
                   k = 1;
                   i++;
                   j++;
                   m--;
               }
           }
       }

       //遍历
       for(int m = 0;m < arr.length;m++){
           for(int n = 0;n < arr[m].length;n++){
               System.out.print(arr[m][n] + "\t");
           }
           System.out.println();
       }
   }
}

代码实现二

//方式2
/*
   01 02 03 04 05 06 07
   24 25 26 27 28 29 08
   23 40 41 42 43 30 09
   22 39 48 49 44 31 10
   21 38 47 46 45 32 11
   20 37 36 35 34 33 12
   19 18 17 16 15 14 13
*/
public class RectangleTest1 {

   public static void main(String[] args) {
       int n = 7;
       int[][] arr = new int[n][n];

       int count = 0; //要显示的数据
       int maxX = n-1; //x轴的最大下标
       int maxY = n-1; //Y轴的最大下标
       int minX = 0; //x轴的最小下标
       int minY = 0; //Y轴的最小下标
       while(minX<=maxX) {
           for(int x=minX;x<=maxX;x++) {
               arr[minY][x] = ++count;
           }
           minY++;
           for(int y=minY;y<=maxY;y++) {
               arr[y][maxX] = ++count;
           }
           maxX--;
           for(int x=maxX;x>=minX;x--) {
               arr[maxY][x] = ++count;
           }
           maxY--;
           for(int y=maxY;y>=minY;y--) {
               arr[y][minX] = ++count;
           }
           minX++;
       }


       for(int i=0;i<arr.length;i++) {
           for(int j=0;j<arr.length;j++) {
               String space = (arr[i][j]+"").length()==1 ? "0":"";
               System.out.print(space+arr[i][j]+" ");
           }
           System.out.println();
       }
   }
}