Java基础系列27-常用api之数组排序和Arrays工具类

我不是女神ヾ 2022-09-08 13:54 109阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一. 数组的冒泡排序
 *   *  1.1 图解说明数组的冒泡排序
     *  1.2 代码实现
 *  二. Arrays工具类
 *  参考:

# 一. 数组的冒泡排序 #

冒泡排序 ：相邻的两个元素两两比较,元素值较大的元素依次向后置换.

冒泡排序的基本原理：  
  相邻元素两两比较，大的往后放。  
  第一次比较，比较完毕后，最大值就出现在了最大索引处。  
  第二次比较，比较完毕后，次最大值就出现在了次最大索引处  
  …  
  最终我们得到了一个排序好的数组

**交换两个数**  
Q:如何交换两个数据呢?  
int a = 10;  
int b = 20;

A:采用临时变量  
int temp = a;  
a = b;  
b = temp;

## 1.1 图解说明数组的冒泡排序 ##

数组排序之冒泡排序原理图解  
![image.png][]

**原始数组 arr**

--------------------------
         | 24 | 69 | 80 | 57 | 13 |
         --------------------------
           0    1    2    3    4

**第一次比较:**  
找到最大的值

--------------------------
         |【24】| 69 | 80 | 57 | 13 |  【不交换】
         --------------------------
           0 -> 1    2    3    4
    
         --------------------------
         | 24 |【69】| 80 | 57 | 13 |  【不交换】
         --------------------------
           0    1 ->  2    3    4
    
         --------------------------              temp=arr[2];
         | 24 | 69 |【80】| 57 | 13 |  【交换2和3】 arr[2]=arr[3];
         --------------------------              arr[3]=temp;
           0    1    2 ->  3    4
    
         --------------------------              temp=arr[3];
         | 24 | 69 | 57 |【80】| 13 |  【交换3和4】 arr[3]=arr[4];
         --------------------------              arr[4]=temp;
           0    1    2    3  ->  4
    
         --------------------------
         | 24 | 69 | 57 | 13 |【80】|  【第一次比较完毕】
         --------------------------
           0 -> 1 -> 2 -> 3 ->  4

**第二次比较:**  
找到第二大的值

--------------------------
         |【24】| 69 | 57 | 13 | 80 |  【不交换】
         --------------------------
           0  -> 1    2    3    4
    
         --------------------------
         | 24 |【69】| 57 | 13 | 80 |  【交换1和2】
         --------------------------
           0    1  ->  2   3    4
    
         --------------------------
         | 24 | 57 |【69】| 13 | 80 |  【交换2和3】
         --------------------------
           0    1    2  ->  3   4
    
         --------------------------
         | 24 | 57 | 13 |【69】|【80】|  【第二次比较完毕】 得到了最大值arr[4]和次最大值arr[3]
         --------------------------
           0 -> 1 -> 2 -> 3 ->  4

…

**第四次比较**  
找到第4大的值

-------------------------------
         |【13】|【24】|【57】|【69】|【80】|  【第四次比较完毕】
         -------------------------------
           0  -> 1  -> 2  -> 3  ->  4

**规律:**  
规律一：  
  第一次比较完毕后，下一次的比较就会少一个元素参加;  
  第一次比较，5个元素，比较4次(arr.length - 1);  
  第二次比较，5个元素，比较3次(arr.length - 2);  
  …  
  第n次比较，5个元素，比较5-n次(arr.length - n);

规律二：  
  总共需要比较 arr.length - 1 次。

## 1.2 代码实现 ##

代码:

package Java_study;
    
    /** * * @author 只是甲 * @date 2021-07-01 * @remark 冒泡排序 * */
    public class array1 { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		//初始数组(静态初始化)
    		int[] arr1 = { 24, 69, 80, 57, 13};
    		
    		for (int i = 1; i < arr1.length; i++) { 
    			bubbleSortOnce(arr1, i);
    			printArr(arr1, i);
    		}
    	}
    	
    	/** * @remark 按照格式打印数组 * @param arr 待排序的数组 * @param count */
    	public static void printArr(int[] arr, int count) { 
    		System.out.print("\r\n第" + count + "次比较结果:[");
    		StringBuilder sb = new StringBuilder();
    		
    		for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
    			sb.append(arr[i] + ",");
    		}
    		//去掉最后一个逗号
    		System.out.print(new StringBuilder(sb.toString().substring(0, sb.length() - 1)).append("]"));
    	}
    	
    	/** * @remark 冒泡排序一次 * @param arr * @param count 第n次比较，5个元素，比较5-n次(arr.length - n); */
    	public static void bubbleSortOnce(int[] arr, int count) { 
    		for (int i = 0; i < arr.length - count; i++) { 
    			if (arr[i] > arr[i + 1]) { 
    				int temp = arr[i];
    				arr[i] = arr[i+1];
    				arr[i + 1] = temp;
    			}
    		}
    	}
    
    }

测试记录:

第1次比较结果:[24,69,57,13,80]
    第2次比较结果:[24,57,13,69,80]
    第3次比较结果:[24,13,57,69,80]
    第4次比较结果:[13,24,57,69,80]

# 二. Arrays工具类 #

Arrays ：提供了对数组操作的各种方法。

public static String toString(int[] a):把数组转成字符串
    public static void sort(int[] a):对数组进行升序排序

Arrays类中构造方法的问题：

1.  Arrays类中真的没有构造方法吗?  
    一个类中没有构造方法，系统将提供一个无参构造方法。  
    而我们在帮助文档中没有看到Arrays类的构造方法，这是为什么呢?  
    Arrays类中有构造方法，只不过构造方法被private修饰，外界是无法使用的。因为外界无法使用，所以帮助文档中就看不到。
2.  通过查看源码，我们找到了如下的内容：

private Arrays() {}

工具类的设计思想（Arrays、Math、Collections）：

1.  构造方法私有;
2.  成员都用static修饰;

**代码:**

package Java_study;
    
    import java.util.Arrays;
    
    /** * * @author 只是甲 * @date 2021-07-01 * @remark Arrays类的概述和使用 * */
    public class array2 { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		//定义一个数组
    		int[] arr = { 24, 69, 80, 57, 13};
    		
    		//public static String toString(int[] a):把数组转成字符串
    		System.out.println("排序前：" + Arrays.toString(arr));
    		
    		//public static void sort(int[] a):对数组进行升序排序
    		Arrays.sort(arr);
    		
    		System.out.println("排序后：" + Arrays.toString(arr));
    	}
    
    }

测试记录:

排序前：[24, 69, 80, 57, 13]
    排序后：[13, 24, 57, 69, 80]

# 参考: #

1.  https://blog.csdn.net/qq\_43529621/article/details/115858596

[image.png]: /images/20220829/e5132fe228d84b499853bb197b58b0ca.png