Arrays工具、二维数组以及LeetCode练习题

2019-04-20 08:54:17来源：博客园阅读 ()

1 Arrays

PS：Arrays位于java.util包下

1 int binarySearch(type[] a, type key);

使用二分法查询 key 元素在 a 数组中的索引，如果数组不包含这个值，则返回负数。使用前要求这个数组是升序排列，才能得到正确结果。

1 int binarySearch(type[] a, int fromIndex, int toIndex, type key);

和上面类似，但是只从 fromIndex 到 toIndex 范围内找元素，一样要求数组是升序的。

1 type[] copyOf(type[] originla , int length);

复制一个数组，length 是新数组的长度。如果 length 小于原数组，则只复制前length长度的值；如果大于原数组，后面补0、false、null。

1 type[] copyOf(type[] originla , int from, int to);

与前面类似，但是只复制规定范围内的元素。

1 boolean equals(type[] a1 , type[] a2)

如果 a1 和 a2 长度相等且元素相同，则返回 true，否则返回false。

1 void fill(type[] a , type val)

该方法会把 a 数组的所有元素都赋值为val的值。

1 void fill(type[] , int fromIndex , int toIndex, type val)

与上方法类似，规定了范围。

1 void sort(type[] a)

该方法对 a 数组的元素进行升序排列。特别的是，如果 a 是字符串数组，则按照字符串长度的升序排列。

1 void sort(type[] a , int fromIndex int toIndex)

类似，仅对范围内排序。

1 String toString(type[] a)

将一个数组转换成一个字符串，该方法按顺序把多个数组元素连成一个字符串，用逗号和空格分隔每个元素，外面用 '[' 、']'括起来。

2 Java 8 之后 Arrays 增强功能

下面方法中，parallel 代表可以用多 cpu 提高性能，xxx 或 Xxx 代表数据类型，比如int，double

1 void parallelPrefix(xxx[] array, XxxBinaryOperator op) 
2 void parallelPrefix(xxx[] array , int fromIndex , toIndex , XxxBinaryOperator op)

该方法使用 op 参数指定的计算公式计算得到的结果作为新的数组元素。op 计算公式包括 left 、 right 两个形参，其中 left 代表新数组中钱一个前一个索引处的元素，right 代表 array 数组中当前索引处的元素。新数组的第一个元素无须计算，直接等于 array数组的第一个元素。

1 void setAll(xxx[] array , IntToXxxFunction generator)

该方法用指定的生成器为所有数组元素设置值，该生成器控制数组元素的值的生成算法。

1 void parallelSetAll(xxx[] array , IntToXxxFunction generator)

与上方法类似，增加了并行能力，利用多 cpu 提升性能

1 void parallelSort (xxx[] a) 
2 void parallelSort (xxx[] a ， int fromIndex , int toIndex)

与之前Arrays里面的sort方法类似，增加了并行能力，可以利用多 cpu 提高性能。

增强功能的程序示例：

import java.util.Arrays;
import java.util.function.IntBinaryOperator;
import java.util.function.IntUnaryOperator;
public class ArraysTest {
   public static void main(String[] args) {
       int[] array1 = new int[] {3, -4, 25, 16, 30, 18};
       //用Arrays类的方法排序
       Arrays.parallelSort(array1);
       System.out.println(Arrays.toString(array1));
       int[] array2 = new int[] {3, -4, 25, 16, 30, 18};
       //前一个索引的元素乘以当前元素得到新数组,需要import java.util.function.IntBinaryOperator
       Arrays.parallelPrefix(array2, new IntBinaryOperator() {
           public int applyAsInt(int left , int right) {
               return left * right;
           }
       });
       System.out.println(Arrays.toString(array2));
       int array3[] = new int[5];
       //使用当前索引*5的方法生成元素，需要import java.util.function.IntUnaryOperator
       Arrays.parallelSetAll(array3, new IntUnaryOperator() {
            //operand 是当前索引
           public int applyAsInt(int operand) {
               return operand * 5;
           }
       });
       System.out.println(Arrays.toString(array3));
   }
}

输出结果：

3 二维数组

3.1 二维数组原理

因为数组元素可以是引用类型，所以可以让数组作为数组的元素，这样就产生了二维数组。java 中二维数组不要求是矩阵形式。

3.2 定义二维数组

1 type[][] arrayName;

其实质还是一维数组，只是数组的元素也是引用。

3.3 初始化

1 arrayName = new type[length][]

这里相当于定义了 length 个type[]类型的变量。接下来继续初始化

1 arrayName[0] = new type[2]

这里把一个长度为2的数组赋给前面定义的一维数组的第一个元素，此时arrayName[0][0]和arrayName[0][1]的值都是0（如果type是 int 的时候），一维数组的其它元素都是null；

一个初始化好的二维数组在内存中的示意图：

3.4 常用初始化方法

同时定义二维数组的两个维数（矩形数组）

1 int[][] arrayName = new int[3][4]

显示定义（静态）二维数组（不一定是矩形）

1 int [][] a = {{1,2},{3,4,0,9},{5,6,7}}; 
2 或者 
3 String[][] str1 = new String[][]{new String[3] , new String[]{"Hello"}}
4 简化版
5 String[][] str2 = {new String[3] , new String[]{"Hello"}};

4 LeetCode 练习

13.罗马数字转整数

罗马数字包含以下七种字符: I， V， X， L，C，D 和 M。

字符          数值
I             1
V             5
X             10
L             50
C             100
D             500
M             1000

例如，罗马数字 2 写做 II ，即为两个并列的 1。12 写做 XII ，即为 X + II 。 27 写做 XXVII, 即为 XX + V + II 。

通常情况下，罗马数字中小的数字在大的数字的右边。但也存在特例，例如 4 不写做 IIII，而是 IV。数字 1 在数字 5 的左边，所表示的数等于大数 5 减小数 1 得到的数值 4 。同样地，数字 9 表示为 IX。这个特殊的规则只适用于以下六种情况：

I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左边，来表示 4 和 9。
X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左边，来表示 40 和 90。
C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左边，来表示 400 和 900。

给定一个罗马数字，将其转换成整数。输入确保在 1 到 3999 的范围内。

解题思路：

遵循一个逻辑，如果某个字符代表的值大于等于它的下一个字符代表的值，则是“加”；如果小于它的下一个字符代表的值，则是“减”。注意最后一个字符没有“下一个”，一定是加。

源码：

 1 class Solution {
 2     public int romanToInt(String s) {
 3         char[] ch = s.toCharArray();
 4         int result = 0;
 5         for(int i = 0; i < ch.length; i++){
 6             if(i == ch.length - 1){
 7                 result += getNum(ch[i]);
 8             }else if (getNum(ch[i]) >= getNum(ch[i+1])){
 9                 result += getNum(ch[i]);
10             }else{
11                 result -= getNum(ch[i]);
12             }
13         }
14         return result;
15     }
16     
17     public static int getNum(char tmp){
18         switch(tmp){
19             case 'M':
20                 return 1000;
21             case 'D':
22                 return 500;
23             case 'C':
24                 return 100;
25             case 'L':
26                 return 50;
27             case 'X':
28                 return 10;
29             case 'V':
30                 return 5;
31             case 'I':
32                 return 1;
33         }
34         return 0;
35     }
36 }

14. 最长公共前缀

编写一个函数来查找字符串数组中的最长公共前缀。

如果不存在公共前缀，返回空字符串 ""。

源码：

 1 class Solution {
 2     public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
 3         String commonPrefix = "";
 4         int length = ~0>>>1;
 5         if(strs.length == 0)
 6             return commonPrefix;
 7         for (int i = 0; i < strs.length; i++){
 8             if(strs[i].length() < length)
 9                 length = strs[i].length();
10         }//求出最短字符长度
11         /*可用这种方法求最短长度
12     Arrays.sort(strs);//按长度排列
13 int len=Math.min(strs[0].length(),strs[strs.length-1].length());
14         */
15         HashMap<Integer , Character> map = new HashMap<Integer , Character>(); 
16         for(int i = 0; i < strs[0].length();i++){
17             map.put(i , strs[0].charAt(i));
18         }//将第一个字符串每个字符加入hashmap
19         outer:
20         for(int i =0; i < length; i++){
21             for(int j = 0; j < strs.length; j++){
22                 if(map.get(i) == strs[j].charAt(i)){}
23                 else{
24                     break outer;
25                 }//如果和该位置字符不匹配则退出循环
26             }//每完成一次循环将该位置字符加到结果上
27             commonPrefix += strs[0].charAt(i);
28         }
29         return commonPrefix;
30     }
31 }