Java 算法

原文： https://www.programiz.com/java-programming/algorithms

在本教程中，我们将借助示例学习 Java 集合框架提供的不同算法。

Java 集合框架提供了各种算法，可用于处理存储在数据结构中的元素。

Java 中的算法是静态方法，可用于对集合执行各种操作。

由于算法可用于各种集合，因此也称为通用算法。

让我们看一下集合框架中可用的不同方法的实现。

1.使用sort()排序

集合框架提供的sort()方法用于对元素进行排序。 例如，

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an array list
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        // Add elements
        numbers.add(4);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        System.out.println("Unsorted ArrayList: " + numbers);
        // Using the sort() method
        Collections.sort(numbers);
        System.out.println("Sorted ArrayList: " + numbers);
    }
}

输出

Unsorted ArrayList: [4, 2, 3]
Sorted ArrayList: [2, 3, 4]

在此，排序以自然顺序（升序）进行。 但是，我们可以使用比较器接口来自定义sort()方法的排序顺序。

要了解更多信息，请访问 Java Sorting“) 。

2.使用shuffle()打乱

Java 集合框架的shuffle()方法用于破坏数据结构中存在的任何种类的顺序。 它与排序相反。 例如，

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an array list
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        // Add elements
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        System.out.println("Sorted ArrayList: " + numbers);
        // Using the shuffle() method
        Collections.shuffle(numbers);
        System.out.println("ArrayList using shuffle: " + numbers);
    }
}

输出：

Sorted ArrayList: [1, 2, 3]
ArrayList using shuffle: [2, 1, 3]

当我们运行程序时，shuffle()方法将返回随机输出。

打乱算法主要用于需要随机输出的游戏中。

3.常规数据处理

在 Java 中，集合框架提供了可用于处理数据的不同方法。

• reverse() - 反转元素的顺序
• fill() - 用指定的值替换集合中的每个元素
• copy() - 创建从指定源到目标的元素副本
• swap() - 交换集合中两个元素的位置
• addAll() - 将一个集合的所有元素添加到其他集合

例如，

import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        System.out.println("ArrayList1: " + numbers);
        // Using reverse()
        Collections.reverse(numbers);
        System.out.println("Reversed ArrayList1: " + numbers);
        // Using swap()
        Collections.swap(numbers, 0, 1);
        System.out.println("ArrayList1 using swap(): " + numbers);
        ArrayList<Integer> newNumbers = new ArrayList<>();
        // Using addAll
        newNumbers.addAll(numbers);
        System.out.println("ArrayList2 using addAll(): " + newNumbers);
        // Using fill()
        Collections.fill(numbers, 0);
        System.out.println("ArrayList1 using fill(): " + numbers);
        // Using copy()
        Collections.copy(newNumbers, numbers);
        System.out.println("ArrayList2 using copy(): " + newNumbers);
    }
}

输出：

ArrayList1: [1, 2]
Reversed ArrayList1: [2, 1]
ArrayList1 Using swap(): [1, 2]
ArrayList2 using addALl(): [1, 2]
ArrayList1 using fill(): [0, 0]
ArrayList2 using copy(): [0, 0]

注意：执行copy()方法时，两个列表的大小均应相同。

4.使用binarySearch()搜索

Java 集合框架的binarySearch()方法搜索指定的元素。 它返回元素在指定集合中的位置。 例如，

import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        // Using binarySearch()
        int pos = Collections.binarySearch(numbers, 3);
        System.out.println("The position of 3 is " + pos);
    }
}

输出：

The position of 3 is 2.

注意：应在执行binarySearch()方法之前对集合进行排序。

要了解更多信息，请访问 Java Binary Search“) 。

5.成分

• frequency() - 返回元素在集合中存在的次数计数
• disjoint() - 检查两个集合是否包含某些公共元素

例如：

import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(2);
        System.out.println("ArrayList1: " + numbers);
        int count = Collections.frequency(numbers, 2);
        System.out.println("Count of 2: " + count);
        ArrayList<Integer> newNumbers = new ArrayList<>();
        newNumbers.add(5);
        newNumbers.add(6);
        System.out.println("ArrayList2: " + newNumbers);
        boolean value = Collections.disjoint(numbers, newNumbers);
        System.out.println("Two lists are disjoint: " + value);
    }
}

输出：

ArrayList1: [1, 2, 3, 2]
Count of 2: 2
ArrayList2: [5, 6]
Two lists are disjoint: true

6.寻找极值

Java 集合框架的min()和max()方法分别用于查找最小和最大元素。 例如，

import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        // Using min()
        int min = Collections.min(numbers);
        System.out.println("Minimum Element: " + min);
        // Using max()
        int max = Collections.max(numbers);
        System.out.println("Maximum Element: " + max);
    }
}

输出：

Minimum Element: 1
Maximum Element: 3