Java学习日记基础篇(七) —— 数组排序

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java学习日记基础篇(七) —— 数组排序相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

数组

为什么要有数组?

案例:一个养鸡场有六只鸡,他们的体重分别为3kg,5kg,1kg,3.4kg,2kg,50kg。请问这六只鸡的总体重和平均体重是多少?

 1 public class test5 
 2 {
 3     public static void main(String[] args) 
 4     {
 5         //如果没有数组就要定义六个变量,然后算出结果,太麻烦了
 6         //现在我们定义一个可以存放6个float类型的数组
 7         float arr[] = new float[6]; 
 8         //给数组的各个元素赋值
 9         arr[0] = 3;        //3是低精度会自动转成高精度的float类型
10         arr[1] = 5;
11         arr[2] = 1;
12         arr[3] = 3.4f;    //java中默认小数是double的所以在后面加上f说明是float类型,避
13         arr[4] = 2;
14         arr[5] = 50;
15         
16         float all = 0;
17         for(int i=0;i<6;i++)        //遍历数组
18         {
19             all += arr[i];
20         }
21         System.out.println("总体中是" + all);
22     }
23 }
数组

数组可以存放多个同一类型的数据

数组的语法

//数组的定义1 —— 正常方法
    数据类型  数组名[ ]  =  new 数据类型[ 大小 ];
    int  a[ ]  =  new int[ 10 ];

//数组的定义2 —— 没事找事法
    //第一步:先声明数组
    数据类型  数组名[ ];       或者        数据类型[ ]  数组名;
    int  a[ ];    或   int[ ]  a;

    //第二步创建数组
    数组名  =  new  数据类型[ 大小 ];
    a = new  int[ 10 ];

//数组的定义3 —— 古板用法
    //在定义的时候直接初始化数组,大小有后面给的数的个数决定的
    数据类型  数组名[]  =  { 元素值, 元素值, ... }
    int  a[]  = { 2,5,6,7,8,9 }

//数组的引用
数组名[ 下标 ]

  

public class test5 
{
    public static void main(String[] args) 
    {    
        float arr[] = {1.2f,2,3,4,5,7.8f};
        float all = 0;

        for(int i=1;i<arr.length;i++)       //可以用length来获取数组的长度 
        {
            all += arr[i];
        }
        System.out.println("平均时间: "+(all/arr.length));
    }
}
古板用法的使用技巧

数组越界的报错

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

如何知道数组的大小

System.out.println(arr.length);

//这个length是这个数组的成员属性

对象数组  

案例:一个养狗场有4只狗,分别是:

名字 体重
花花 4.5kg
白白 5.6kg
黑黑 7.8kg
红红 9.0kg

请编写一个程序,计算他们的平均体重,可以找出体重最大和最小的狗的名字,可以通过输入狗的名字,查找他们的体重

public class test6 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        //定义一个可以存放四只狗的对象数组
        Dog dogs[] = new Dog[4];
        
        //给每只狗赋值
        dogs[0].setName("花花");
        dogs[0].setWeight(4.5f);

    }

}
class Dog
{
    private String name;
    public float weight;
    public float getWeight() {
        return weight;
    }
    public void setWeight(float weight) {
        this.weight = weight;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

}


报错:空指针异常
java.lang.NullPointerException
经典错误——空指针异常

  Java中没有指针,但引用的实质就是一个指针,引用里面存放的并不是对象而是该对象的地址,使得该引用指向了对象那个。而“=”在JAVA中并不该被翻译成赋值语句,因为他执行的是传递至的过程。

 1 public class test6 
 2 {
 3     public static void main(String[] args) 
 4     {
 5         //定义一个可以存放四只狗的对象数组
 6         Dog dogs[] = new Dog[4];    //仅仅创建了四个引用
 7         
 8         //给每只狗赋值
 9         dogs[0] = new Dog();        //创建Dog()对象,然后传递给dogs[0]引用
10         dogs[0].setName("花花");
11         dogs[0].setWeight(4.5f);
12     }
13 
14 }
15 class Dog
16 {
17     private String name;
18     public float weight;
19     public float getWeight() {
20         return weight;
21     }
22     public void setWeight(float weight) {
23         this.weight = weight;
24     }
25     public String getName() {
26         return name;
27     }
28     public void setName(String name) {
29         this.name = name;
30     }
31 }
正确的代码
 1 import java.io.*;
 2 
 3 public class test6 
 4 {
 5     public static void main(String[] args) throws Exception
 6     {
 7         //定义一个可以存放四只狗的对象数组
 8         Dog dogs[] = new Dog[4];    //仅仅创建了四个引用
 9         //从控制台输入各个狗的信息
10         InputStreamReader isr=new InputStreamReader(System.in);
11         BufferedReader br= new BufferedReader(isr);
12         for(int i=0 ; i<4 ; i++)
13         {
14             dogs[i] = new Dog();
15             System.out.println("请输入狗的名子");
16             //从控制台读取狗名
17             String name = br.readLine();    //之后会讲异常
18             //讲名字赋值给对象
19             dogs[i].setName(name);
20             System.out.println("请输入狗的体重");
21             String s_weight = br.readLine();
22             float weight = Float.parseFloat(s_weight);//String->float
23             //讲名字赋值给对象
24             dogs[i].setWeight(weight);
25         }
26         //计算总体重
27         float allWeight = 0;
28         for(int i=0;i<4;i++)
29         {
30             allWeight+=dogs[i].getWeight();
31         }
32         //计算平均体重
33         float avgWeight = allWeight/dogs.length;
34         System.out.println("总体重="+allWeight+"平均体重"+avgWeight);
35     }
36 
37 }
38 class Dog
39 {
40     private String name;
41     public float weight;
42     public float getWeight() {
43         return weight;
44     }
45     public void setWeight(float weight) {
46         this.weight = weight;
47     }
48     public String getName() {
49         return name;
50     }
51     public void setName(String name) {
52         this.name = name;
53     }
54 }
案例的全部代码

找出体重最大的狗,且输入狗的名字,返回体重

 1 import java.io.*;
 2 
 3 public class test6 
 4 {
 5     public static void main(String[] args) throws Exception
 6     {
 7         //定义一个可以存放四只狗的对象数组
 8         Dog dogs[] = new Dog[4];    //仅仅创建了四个引用
 9         //从控制台输入各个狗的信息
10         InputStreamReader isr=new InputStreamReader(System.in);
11         BufferedReader br= new BufferedReader(isr);
12         for(int i=0 ; i<4 ; i++)
13         {
14             dogs[i] = new Dog();
15             System.out.println("请输入狗的名子");
16             //从控制台读取狗名
17             String name = br.readLine();    //之后会讲异常
18             //讲名字赋值给对象
19             dogs[i].setName(name);
20             System.out.println("请输入狗的体重");
21             String s_weight = br.readLine();
22             float weight = Float.parseFloat(s_weight);//String->float
23             //讲名字赋值给对象
24             dogs[i].setWeight(weight);
25         }
26         //计算总体重
27         float allWeight = 0;
28         for(int i=0;i<4;i++)
29         {
30             allWeight+=dogs[i].getWeight();
31         }
32         //计算平均体重
33         float avgWeight = allWeight/dogs.length;
34         System.out.println("总体重="+allWeight+"平均体重"+avgWeight);
35         
36         //找出最大体重的狗
37         //假设第一只狗体重最大
38         float maxWeight = dogs[0].getWeight();
39         int maxIndex=0;
40         //按顺序和后面的狗比较
41         for(int i=1;i<dogs.length;i++)
42         {
43             if(maxWeight<dogs[i].getWeight())
44             {
45                 //修改
46                 maxWeight=dogs[i].getWeight();
47                 maxIndex=i;
48             }
49         }
50         System.out.println("体重最大的狗是第"+(maxIndex+1)+"体重是"+dogs[maxIndex].getWeight());
51         //比较字符串内容是否相等时用 字符串提供的equals  不要用==
52         InputStreamReader isr1=new InputStreamReader(System.in);
53         BufferedReader br1= new BufferedReader(isr1);
54         System.out.println("请输入狗的名字");
55         String name= br1.readLine();
56         //我TM想了一下午
57             for (int j=0;j<dogs.length;j++)
58             {
59                 if(name.equals(dogs[j].getName()))
60                 {
61                     System.out.println("狗的体重是" + dogs[j].getWeight());
62                     break;
63                 }
64                 //如果正好是3号狗j的值为3,然后会执行break退出
65                 else if(j==3)    //如果都没有这条狗j会变成3,执行这条语句
66                 {
67                     System.out.println("没有这只狗");
68                 }
69             }
70     }
71 
72 }
73 class Dog
74 {
75     private String name;
76     public float weight;
77     public float getWeight() {
78         return weight;
79     }
80     public void setWeight(float weight) {
81         this.weight = weight;
82     }
83     public String getName() {
84         return name;
85     }
86     public void setName(String name) {
87         this.name = name;
88     }
89 }
好不容易想出来的怎么返回“没有这只狗”

  注:比较字符串内容是否相等时用String提供的equals方法,而不用==

数组小结

  1. 数组可存放同一类型数据
  2. 简单数据类型(int,float)数组,可直接赋值
  3. 对象数组在定以后,赋值时需要再次为每个独享分配空间(即:new  对象)
  4. 数组的大小必须事先指定
  5. 数组名可以理解为执行数组首地址的引用
  6. 数组的下标是从0开始编号的

 

排序(Sorting)

   排序是讲一群数据,依指定的顺序进行排列的过程。

排序的分类

  1. 内部排序:指将需要处理的数据都加载到内部存储器中进行排序。
    包括(交换式排序法,选择式排序法和插入式排序法
  2. 外部排序法:数据量过大,无法全部加载到内存中,需要借助外部存储进行排序。
    包括(合并排序法和直接合并排序法

排序是数据处理中一种很重要的算法,同时也是常用的算法,一般数据处理工作的25%的时间都在继续那你给排序。简单地说,排序就是把一组记录(元素)按照递增或递减的次序重新排列的过程。

交换式排序法

  交换式排序属于内部排序法,是运用数据值比较后,依判断规则对数据位置进行交换,一打到排序的目的。

交换式排序法又可分为两种:

1、冒泡排序法(Bubble sort)

  核心思想:依次比较,使数值小(或大)的元素逐渐向前移动

 1 public class test7 
 2 {
 3     public static void main(String[] args) 
 4     {
 5         int arr[]={1,6,0,-1,9};
 6         Bubble bubble = new Bubble();
 7         bubble.sort(arr);
 8     }
 9 
10 }
11 class Bubble
12 {
13     //排序王法
14     public void sort(int arr[])
15     {
16         int temp=0;
17         //排序开始
18         //外层循环——它决定一共走几趟
19         for(int i=0;i<arr.length-1;i++)
20         {
21             //内层循环,开始逐个比较,如果发现前一个数比后一个数大,则交换
22             for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++)
23             {
24                 if(arr[j]>arr[j+1])
25                 {
26                     //换位
27                     temp = arr[j];
28                     arr[j] = arr[j+1];
29                     arr[j+1] = temp;
30                 }
31                 
32             }
33         }
34         //输出最后结果
35         for(int i=0;i<arr.length;i++)
36         {
37             System.out.println(arr[i]);
38         }
39     }
40 }
Bubble sort

  这里直接把数组传递到了方法中进行排序,传递的是引用,所以会直接改变数组的内容
  但是基本数据类型并不是传引用,所以基本数据类型不会被类中的方法改变

 1 public class test8 {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         // TODO Auto-generated method stub
 4         int a=12;
 5         Test test1=new Test();
 6         test1.test(a);
 7         System.out.println(a);
 8         
 9     }
10 
11 }
12 class Test
13 {
14     public void test(int a)
15     {
16         a++;
17         System.out.println(a);
18     }
19 }
20 
21 输出结果:
22 13
23 12
类方法接收基本数据类型

2、快速排序法(Quick sort)

  是对冒泡排序的一种改进。基本思想:在所有的数中找一个基准,然后将数分成两拨,一拨大于这个基准,一波小于这个基准。然后在对这两拨数进行相同的操作,这道所有的数都成为基准,也就意味着所有的数都有的次序。

图解:

 1 package project1;
 2 
 3 import java.util.*;
 4 
 5 public class test2 {
 6     public static void main (String[] args) 
 7     {
 8         int arr1[]={-1,4,-3,7,34,98,0};
 9         int len = 100000;
10         int[] arr2 = new int[len];
11         for(int i=0;i<len;i++)
12         {
13             //让程序产生一个1-10000数
14             //Math.random会随机产生一个0-1的数
15             int t=(int)(Math.random()*100000);
16             arr2[i] = t;
17         }
18         System.out.print("hello");
19         QuickSort qs = new QuickSort();
20         
21         Calendar cal = Calendar.getInstance();
22         System.out.println("排序前: "+cal.getTime());
23         
24         qs.sort(0,arr1.length-1,arr1);
25         
26         cal = Calendar.getInstance();
27         System.out.println("排序前: "+cal.getTime());
28         
29         for(int i=0;i<arr1.length;i++)
30         {
31             System.out.print(arr1[i]+"  ");
32         }
33     }
34 }
35 class QuickSort{
36     public void sort(int left,int right,int arr[]){
37         int l=left;
38         int r=right;
39         int pivot=arr[(left+right)/2];
40         int temp=0;
41         while(l<r){
42             while(arr[l]<pivot) l++;
43             while(arr[r]>pivot) r--;
44             if(l>=r) break;
45             temp=arr[l];
46             arr[l]=arr[r];
47             arr[r]=temp;
48             if(arr[l]==pivot) --r;
49             if(arr[r]==pivot) ++l;
50         }
51         if(l==r){
52             l++;
53             r--;
54         }
55         if(left<r) sort(left,r,arr);
56         if(right>l) sort(l,right,arr);
57     }
58 }
quick sort

 

选择式排序法

  选择式排序也属于内部排序法,是从欲排序的数据中,按指定的规则选出某一元素,经过和其他元素重整,在依原则交换位置后达到排序的目的

选择式排序法又可分为两种

1、选择排序法(Selection Sort)

  核心思想:0-9,10个元素,选出最小的放到0上,然后从1-9中选出最小的放到1上,以此类推、