给定数组和num做分区

Posted 2021-02-20 laydown

import java.util.Arrays;

/**
 * Partition
 * 给定一个数组和一个整数num，请把小于等于num的数放在数组的左边，大于num的数放在数组的右边(不要求整体有序)
 * 要求额外空间复杂度O(1),时间负责度O(N)
 */
public class Partition {

    public static void main(String[] args) {
        // 测试次数
        int times = 500000;

        int maxNum = 100;
        int maxSize = 100;
        int num = 50;
        for (int i = 0; i < times; i++) {
            // 生成随机数组
            int[] arr = generateArray(maxNum, maxSize);
            int[] arr2 = copyArray(arr);
            // 分区
            patition(arr, num);
            // 比较结果
            if (!checkResult(arr, num)) {
                System.out.println("the result is error at " + i);
                System.out.println(Arrays.toString(arr));
                System.out.println(Arrays.toString(arr2));
                return;
            }
        }
        System.out.println("the result is right");
    }

    public static void patition(int[] arr, int num) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        int index = -1;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] <= num) {
                swap(arr, i, ++index);
            }
        }
    }

    /**
     * 分区对数器
     *
     * @param arr 数组
     * @param num 给定的num
     * @return 分区结果是否正确
     */
    public static boolean checkResult(int[] arr, int num) {
        int index = -1;
        for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
            if (arr[i] <= num) {
                index = i;
                break;
            }
        }
        if (index == -1) {
            return true;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (i <= index && arr[i] > num) {
                return false;
            }
            if (i > index && arr[i] <= num) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    /**
     * 交换数组两个元素的位置
     *
     * @param arr 数组
     * @param i   位置
     * @param j   位置
     */
    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        // 同一个位置交换无意义，并且用异或交换会有问题
        if (i == j) {
            return;
        }
        // 交换
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
    }

    /**
     * 生成随机数组
     *
     * @param maxNum  最大数
     * @param maxSize 数组最大大小
     * @return 随机数组
     */
    private static int[] generateArray(int maxNum, int maxSize) {
        int[] arr = new int[(int) (maxSize * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) (maxNum * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    /**
     * 复制数组
     *
     * @param arr 要复制的数组
     * @return 复制的数组
     */
    private static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] copy = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            copy[i] = arr[i];
        }
        return copy;
    }

}

/* 如有错误，欢迎批评指正 */