java数组算法例题代码详解(冒泡排序,选择排序,找最大值、最小值,添加、删除元素等)

数组算法例题

1.数组逆序

第一个和最后一个互换，第二个和倒数第二个互换，就相当于把数组想下图一样，进行对折互换，如果数组个数为奇数，则中间保持不变其余元素互换即可

import java.util.Arrays;

class Demo12 {
    public static void main (String[] args) {
        int[] arr = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        reverse(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    /**
     * 数组逆序
     * @param arr
     */
    public static void reverse(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length / 2; i++) {
            int temp = arr[arr.length - 1 - i];
            arr[arr.length - 1 - i] = arr[i];
            arr[i] = temp;
        }
    }
}

数组展示:System.out.println(Arrays.toString(arr));

2.找出数组中最大值所在下标位置

因为是找下标位置所以可以先定义一个值为数组下标，直接使用数组[下标] 方式进行比较

import java.util.Arrays;

class Demo13 {
    public static void main (String[] args) {
        int[] array = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
        // 输出数组
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        maxIndexOf(array);
    }

    /**
     * 找到数组中最大的数并且输出
     * @param arr
     */
    public static void maxIndexOf (int[] arr) {
        int maxIndex = 0;
        // i 可以从1开始,不需要maxIndex和自己再比较一次
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > arr[maxIndex]){
                maxIndex = i;
            }
        }
        System.out.printf("最大的数为 : %d 下标为 : %d", arr[maxIndex] , maxIndex);
    }
}

3.找出数组中指定元素第一次出现的下标位置

分析

第一次出现位置
如果有多个重复元素
有可能不存在指定元素

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

class Demo14 {
    public static void main (String[] args) {
        int num = 0;
        int index = 0;
        // 定义数组
        int[] array = { 4399, 327, 360, 3, 4, 11, 32, 45, 123, 86};
        // 输出数组
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        // 获取用户输入数据
        num = getInputNum();
        // 获取用户输入数据在数组中第一次出现的位置
        index = getIndexOfNum(array, num);
        // 输出位置索引
        printIndexNum(num, index);
    }

    /**
     * 接受用户传来的数据
     * @return 返回接受的数据
     */
    public static int getInputNum () {
        int num = 0;
        java.util.Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入您要查询的数据:");
        num = sc.nextInt();
        return num;
    }

    /**
     * 找出数组中指定元素第一次出现的下标位置
     * @param array
     * @return 返回下标
     */
    public static int getIndexOfNum(int[] array, int num) {
        // 如果找不到数据,则默认是-1
        int index = -1;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if (array[i] == num) {
                index = i;
                break;
            }
        }
        return index;
    }

    /**
     * 输出数据
     * @param num 数组中某一项的值
     * @param indexNum 索引值
     */
    public static void printIndexNum(int num, int indexNum) {
        if (indexNum == -1) {
            System.out.println(num + "不在数组中");
        } else {
            System.out.println("数组中" + num + "第一次出现的下标位置 : " + indexNum);
        }
    }
}

4.在数组中找出指定下标对应的元素

分析:有可能不存在指定的索引

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

class Demo15 {
    public static void main(String[] args) {
        // 下标值
        int indexNum = 0;
        // 下标对应的数值
        int num = 0;
        // 定义数组
        int[] array = { 4399, 327, 360, 3, 4, 11, 32, 45, 123, 86};
        // 输出数组
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        // 接受用户传来的下标值
        indexNum = getIndexNum();
        // 查询数组中下标值对应的数值
        num = findNumInArray(indexNum, array);
        // 输出数值
        printNum(indexNum, num);
    }

    /**
     * 接受用户传来的下标值
     * @param indexNum 用户传来的下标值
     * @return 下标值
     */
    public static int getIndexNum() {
        int indexNum = 0;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入想要查询的下标值:");
        indexNum = sc.nextInt();
        return indexNum;
    }

    /**
     * 查询数组中下标值对应的数值
     * @param indexNum 下标值
     * @param array 数组
     * @return 返回下标值对应的数值
     */
    public static int findNumInArray(int indexNum, int[] array) {
        int num = 0;
        // 判断用户传来的下标值是否正确,是否越界
        if (indexNum > 0 && indexNum < array.length) {
            num = array[indexNum];
        } else {
            // 如果越界num值为-1
            num = -1;
        }
        return num;
    }

    /**
     * 输出数值
     * @param num
     */
    public static void printNum(int indexNum, int num) {
        if (num == -1) {
            System.out.println(indexNum + "索引越界");
            System.exit(0);
        } else {
            System.out.println("数组中" + indexNum + "位置的元素为 : " + num);
        }
    }
}

5.找出指定元素在数组中最后一次出现位置

和找出第一个方法差不多

tips:

既然是找最后一个数字,可以倒序查找,提高效率
判断找不到的情况

package cn.ocean888;

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

// 找出指定元素在数组中最后一次出现位置

public class Demo1 {
 public static void main(String[] args) {
  int num = 0;
  int index = 0;
  int[] array = { 4399, 327, 360, 3, 4, 11, 32, 45, 123, 86};
  System.out.print(Arrays.toString(array));
  // 获取用户输入
  num = getInputNum();
  // 找出指定元素在数组中最后一次出现位置
  index = getLastIndexOf(array, num);
  // 输出下标
  printIndex(index);
 }
 
 /**
  * 获取用户输入
  * @param num 用户输入数字
  * @return num
  */
 public static int getInputNum() {
  int num = 0;
  Scanner sc = new Scanner(System.in);
  System.out.println("请输入数组中的一个数字:");
  num = sc.nextInt();
  return num;
 }
 
 /**
  * 找出指定元素在数组中最后一次出现位置
  * @param array
  * @param num
  */
 public static int getLastIndexOf(int[] array, int num) {
  int index = -1;
  // 既然是找最后一个数字,可以倒序查找,提高效率
  for (int i = array.length - 1; i >= 0 ; i--) {
   if (array[i] == num) {
    index = i;
    break;
   }
  }
  return index;
 }
 
 /**
  * 输出下标
  * @param index
  */
 public static void printIndex(int index) {
  if (index != -1) {
   System.out.println("指定元素在数组中最后一次出现位置为:" + index);
  } else {
   System.out.println("指定元素没有在数组中出现");
  }
 }
}

一定要注意,for循环判断 i < array.length 不是小于等于,因为是从0开始

6.找到元素在指定数组中的所有下标位置

要求:

不允许在方法内打印展示
考虑多个数据情况
需要在方法外获取到下标数据信息
不允许使用数组作为返回值

思考1:

保存查询数据的下标位置一定会用到数组
保存下标的数组数据类型是int类型

解决:

另外使用一个数组,作为形式参数,传递首地址,使用此数组存放下标位置,因为是传递的地址,可以直接更改数组内容,并不需要返回数组的值

思考2:

需要考虑保存下标的数组容量

解决:

返回值数组容量和原数组容量一致,这样及时数组内元素值一致且被选中,也可以存储下来

思考3:

返回值,怎么表示,用什么类型数据

new创建一个新的数组,int类型数组中,所有元素初始值都是0,用什么判断元素索引

解决:

返回找到的元素个数,没有则返回0

package cn.ocean888;

import java.util.Arrays;

public class Demo2 {
 public static void main(String[] args) {
  // 假设用户要查询3在数组中出现的位置
  int num = 3;
  int count = 0;
  int[] array1 = { 4399, 3, 360, 3, 4, 11, 32, 3, 123, 86};
  int[] array2 = new int[array1.length];
  // 在array1数组查num重复值索引放到array2中
  count = allIndexOf(array1, array2, num);
  // 打印输出查询3在数组中出现的位置
  printArray(array2, count);
  // 打印输出整个数组
  System.out.println(Arrays.toString(array2));
 }
 
 /**
  * 从元素组找到元素在指定数组中的所有下标位置,将下标位置依次赋值给array2数组
  * 返回值为array2数组长度,即有多少个重复的值
  * @param array1 原数组
  * @param array2 存储重复值索引的数组
  * @return conunt 有多少个重复的值
  */
 public  static int allIndexOf(int[] array1, int[] array2, int num) {
  // count值既是返回时的存储重复值索引的数组array2的长度,也在循环中可以当作array2的索引
  int count = 0;
  for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
   if (array1[i] == num) {
    array2[count] = i;
    count++;
   }
  }
  return count;
 }
 
 /**
  * 打印array2数组
  * @param array2
  */
 public static void printArray(int[] array2, int count) {
  for (int i = 0; i < count; i++) {
   System.out.println(array2[i]);
  }
 }
}

7.在指定位置插入指定元素

在数组指定位置添加元素,指定位置后面的依次往后移一位,最后一个0就是要被挤掉的,可以从后向前进行循环操作

核心代码

for (int i = array.length - 1; i > index; i--) {
    array[i] = array[i-1];
   }
   array[index] = insert;

全部代码

package cn.ocean888;

import java.util.Arrays;

public class Demo3 {
 // 在指定位置插入指定元素
 public static void main(String[] args) {
  // 先定义数组,最后一个0就是要被挤掉的
  int[] array = { 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 0};
  System.out.println(Arrays.toString(array));
  // 要加入位置的索引
  int index = 6;
  // 要加到这个数组里的数字
  int insert = 12;
  boolean status = false;
  status = addElement(array, index, insert);
  printResult(status, array);
 }
 
 /**
  * 在数组指定位置添加元素,后面的依次往后移一位
  * @param array 要添加元素的数组
  * @param index 添加进数组的位置索引
  * @param insert 要添加进入数组对应位置的值
  * @return 返回是否添加成功
  */
 public static boolean addElement (int[] array, int index, int insert) {
  // 判断插入位置是否存在于数组中
  if (index < 0 || index >= array.length) {
   return false;
  } else {
   // 要插入元素位置开始往后元素依次向后移一位
   for (int i = array.length - 1; i > index; i--) {
    array[i] = array[i-1];
   }
   array[index] = insert;
   
   return true;
  }
 }
 
 /**
  * 输出更新后的数组
  * @param status 添加元素是否成功的状态
  * @param array 更新后的数组
  */
 public static void printResult(boolean status, int[] array) {
  if (status) {
   System.out.println(Arrays.toString(array));
  } else {
   System.out.println("Input Parameter Error");
  }
 }
}

超出数组会溢出

8.删除数组中指定下标的元素

和添加元素基本一致,逻辑变为从删除位置开始之后的元素都往前移一位,直接覆盖掉要删除位置元素

核心代码

for (int i = index; i < array.length - 1; i++) {
    array[i] = array[i+1];
   }
   // 最后一个元素补零
   array[array.length - 1] = 0;
   return true;

0代表无效元素,占位使用

全部代码

package cn.ocean888;

import java.util.Arrays;

public class Demo3 {
 // 删除指定位置元素
 public static void main(String[] args) {
  // 先定义数组
  int[] array = { 1, 3, 5, 7, 9, 11, 11, 13, 15, 17};
  System.out.println(Arrays.toString(array));
  // 要删除位置的索引
  int index = 6;
  boolean status = false;
  status = delElement(array, index);
  printResult(status, array);
 }
 
 /**
  * 在数组指定位置删除元素,后面的依次往前移一位
  * @param array 要添加元素的数组
  * @param index 添加进数组的位置索引
  * @return 返回是否添加成功
  */
 public static boolean delElement (int[] array, int index) {
  // 判断删除位置是否存在于数组中
  if (index < 0 || index >= array.length) {
   return false;
  } else {
   // 要删除元素位置开始往后元素依次向前移一位
   for (int i = index; i < array.length - 1; i++) {
    array[i] = array[i+1];
   }
   // 最后一个元素补零
   array[array.length - 1] = 0;
   return true;
  }
 }
 
 /**
  * 输出更新后的数组
  * @param status 添加元素是否成功的状态
  * @param array 更新后的数组
  */
 public static void printResult(boolean status, int[] array) {
  if (status) {
   System.out.println(Arrays.toString(array));
  } else {
   System.out.println("Input Parameter Error");
  }
 }
}

9.冒泡排序算法

首先要明白一点,形参是引用传值,传的是数组的首地址,操作的还是原来的数组

package cn.ocean888;

import java.util.Arrays;

public class Demo4 {
 public static void main(String[] args) {
  int[] array = { 4399, 3, 360, 3, 4, 11, 32, 3, 123, 86};
  System.out.println(Arrays.toString(array));
  arraySort(array);
  System.out.println(Arrays.toString(array));
 }
    
     public static void arraySort(int[] array) {
  array[5] = 0;
 }
}

for循环示意图,也就是10个数两两比较,需要9次可以找出一个最大值,并且将最大值放到最后边

i表示外部即第一层循环控制循环次数

j表示内部即第二层循环控制那些数两两间进行比较

i=0 时,j 要循环9次,找出最大值放到最后,下一次循环时最大值就不需要再管了

i=1 时,因为已经找到了最大值,所以这次 j 循环八次就可以了

i和j的对应关系: j = 数组长度 -1 - i

为啥要减1:因为10个数两两比较,仅需要比较九次

源码如下

package cn.ocean888;

import java.util.Arrays;

public class Demo4 {
 public static void main(String[] args) {
  // 冒泡排序算法,由小到大排序
  int[] array = { 4399, 3, 360, 3, 4, 11, 32, 3, 123, 86};
  // 打印数组
  System.out.println(Arrays.toString(array));
  // 进行排序
  arraySort(array);
  // 打印数组
  System.out.println(Arrays.toString(array));
 }
 
 /**
  * 冒泡排序
  * @param array 要排序的数组
  */
 public static void arraySort(int[] array) {
  // 临时变量
  int temp = 0;
  // 第一层循环控制循环次数
  for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
   // 第二层循环控制那些数两两间进行比较
   for (int j = 0; j < array.length -1 - i; j++) {
    // 如果时从小到大排序if判断就用<
    // 如果时从小到大排序if判断就用>
    if (array[j+1] < array[j]) {
     // 两个值间通过一个临时变量进行互换
     temp = array[j+1];
     array[j+1] = array[j];
     array[j] = temp;
    }
   }
  } 
 }
}

排序效果

10.选择排序

选择排序基本想法是:比如有10个数,最大值在每次循环前初始化设置为数组第1个元素的值即array[0],然后与数组的其他剩余元素进行比较,所以比较次数就是数组总元素-1,10个数循环9次就可以找到最大值,最大值和本次最后的项位置进行互换

在i=1时,因为已经找到一个最大值并且放到最后了,所以j可以少循环依次

j = 数组的长度-i-1

i = 1 时

package cn.ocean888;

import java.util.Arrays;

import javax.swing.plaf.basic.BasicInternalFrameTitlePane.MaximizeAction;

public class Demo5 {
 public static void main(String[] args) {
  // 选择排序算法,由小到大排序
  // 要排序的原数组
  int[] array = { 4399, 3, 360, 3, 4, 11, 32, 3, 123, 86};
  // 打印数组
  System.out.println(Arrays.toString(array));
  // 进行排序
  arraySort(array);
  // 打印数组
  System.out.println(Arrays.toString(array));
 }
 
 /**
  * 选择排序算法,由小到大排序
  * @param array 要排序的数组,引用赋值直接操作数组不需要返回值
  */
 public static void arraySort(int[] array) {
  for (int i = 0; i < array.length; i++) {
   int max = 0;
   int temp = 0;
   // 找出最大值索引,赋值给max
   for (int j = 0; j < array.length - i; j++) {
    if (array[j] > array[max]) {
     max = j;
    }
   }
   // 将最大值和本次最后的项进行互换
   temp = array[array.length - 1 -i];
   array[array.length - 1 -i] = array[max];
   array[max] = temp;
  }
 }
}

效果展示

选择排序相较于冒泡排序来说要快一些，选择排序的时间复杂度为n(n-1)/2，而冒泡排序为O(n^2)，一般建议选择排序，当然还有其他更好的排序方法。

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