知识大全 Java中的排序和搜索

Posted 2022-07-20 知

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　　Java 添加了自己的一套实用工具可用来对数组或列表进行排列和搜索这些工具都属于两个新类的静态方法这两个类分别是用于排序和搜索数组的Arrays 以及用于排序和搜索列表的Collections 　　　　数组　　　　Arrays类为所有基本数据类型的数组提供了一个过载的sort()和binarySearch() 它们亦可用于String和Object 下面这个例子显示出如何排序和搜索一个字节数组（其他所有基本数据类型都是类似的）以及一个String数组　　　　//: Array java　　// Testing the sorting & searching in Arrays　　package c newcollections;　　import java util *;　　　　public class Array 　　　static Random r = new Random();　　　static String ssource = 　　　　 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ +　　　　 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz ;　　　static char[] src = ssource toCharArray();　　　// Create a random String　　　public static String randString(int length) 　　　　char[] buf = new char[length];　　　　int rnd;　　　　for(int i = ; i < length; i++) 　　　　　rnd = Math.abs(r.nextInt()) % src.length;　　　　　buf[i] = src[rnd];　　　　　　　　return new String(buf);　　　　　　// Create a random array of Strings:　　　public static 　　　String[] randStrings(int length, int size) 　　　　String[] s = new String[size];　　　　for(int i = 0; i < size; i++)　　　　　s[i] = randString(length);　　　　return s;　　　　　　public static void print(byte[] b) 　　　　for(int i = 0; i < b.length; i++)　　　　　System.out.print(b[i] + " ");　　　　System.out.println();　　　　　　public static void print(String[] s) 　　　　for(int i = 0; i < s.length; i++)　　　　　System.out.print(s[i] + " ");　　　　System.out.println();　　　　　　public static void main(String[] args) 　　　　byte[] b = new byte[15];　　　　r.nextBytes(b); // Fill with random bytes　　　　print(b);　　　　Arrays.sort(b);　　　　print(b);　　　　int loc = Arrays.binarySearch(b, b[10]);　　　　System.out.println("Location of " + b[10] +　　　　　" = " + loc);　　　　// Test String sort & search:　　　　String[] s = randStrings(4, 10);　　　　print(s);　　　　Arrays.sort(s);　　　　print(s);　　　　loc = Arrays.binarySearch(s, s[4]);　　　　System.out.println("Location of " + s[4] +　　　　　" = " + loc);　　　　　 ///:~　　　　类的第一部分包含了用于产生随机字串对象的实用工具，可供选择的随机字母保存在一个字符数组中。WINGWiT.randString()返回一个任意长度的字串；而readStrings()创建随机字串的一个数组，同时给定每个字串的长度以及希望的数组大小。两个print()方法简化了对示范数组的显示。在main()中，Random.nextBytes()用随机选择的字节填充数组自变量（没有对应的Random方法用于创建其他基本数据类型的数组）。获得一个数组后，便可发现为了执行sort()或者binarySearch()，只需发出一次方法调用即可。与binarySearch()有关的还有一个重要的警告：若在执行一次binarySearch()之前不调用sort()，便会发生不可预测的行为，其中甚至包括无限循环。　　对String的排序以及搜索是相似的，但在运行程序的时候，我们会注意到一个有趣的现象：排序遵守的是字典顺序，亦即大写字母在字符集中位于小写字母的前面。因此，所有大写字母都位于列表的最前面，后面再跟上小写字母——Z居然位于a的前面。似乎连电话簿也是这样排序的。　　　　 2. 可比较与比较器　　　　但假若我们不满足这一排序方式，又该如何处理呢？例如本书后面的索引，如果必须对以A或a开头的词条分别到两处地方查看，那么肯定会使读者颇不耐烦。　　若想对一个Object数组进行排序，那么必须解决一个问题。根据什么来判定两个Object的顺序呢？不幸的是，最初的Java设计者并不认为这是一个重要的问题，否则就已经在根类Object里定义它了。这样造成的一个后果便是：必须从外部进行Object的排序，而且新的集合库提供了实现这一操作的标准方式（最理想的是在Object里定义它）。　　针对Object数组（以及String，它当然属于Object的一种），可使用一个sort()，并令其接纳另一个参数：实现了Comparator接口（即“比较器”接口，新集合库的一部分）的一个对象，并用它的单个pare()方法进行比较。这个方法将两个准备比较的对象作为自己的参数使用——若第一个参数小于第二个，返回一个负整数；若相等，返回零；若第一个参数大于第二个，则返回正整数。基于这一规则，上述例子的String部分便可重新写过，令其进行真正按字母顺序的排序：　　　　//: AlphaComp.java　　// Using Comparator to perform an alphabetic sort　　package c08.newcollections;　　import java.util.*;　　　　public class AlphaComp implements Comparator 　　　public int pare(Object o1, Object o2) 　　　　// Assume it\'s used only for Strings...　　　　String s1 = ((String)o1).toLowerCase();　　　　String s2 = ((String)o2).toLowerCase();　　　　return pareTo(s2);　　　　　　public static void main(String[] args) 　　　　String[] s = Array1.randStrings(4, 10);　　　　Array1.print(s);　　　　AlphaComp ac = new AlphaComp();　　　　Arrays.sort(s, ac);　　　　Array1.print(s);　　　　// Must use the Comparator to search, also:　　　　int loc = Arrays.binarySearch(s, s[3], ac);　　　　System.out.println("Location of " + s[3] +　　　　 " = " + loc);　　　　　 ///:~　　　　通过造型为String，pare()方法会进行“暗示”性的测试，保证自己操作的只能是String对象——运行期系统会捕获任何差错。将两个字串都强迫换成小写形式后，pareTo()方法会产生预期的结果。　　若用自己的Comparator来进行一次sort()，那么在使用binarySearch()时必须使用那个相同的Comparator。　　Arrays类提供了另一个sort()方法，它会采用单个自变量：一个Object数组，但没有Comparator。这个sort()方法也必须用同样的方式来比较两个Object。通过实现Comparable接口，它采用了赋予一个类的“自然比较方法”。这个接口含有单独一个方法——pareTo()，能分别根据它小于、等于或者大于自变量而返回负数、零或者正数，从而实现对象的比较。下面这个例子简单地阐示了这一点：　　　　//: CompClass.java　　// A class that implements Comparable　　package c08.newcollections;　　import java.util.*;　　　　public class CompClass implements Comparable 　　　private int i;　　　public CompClass(int ii) i = ii; 　　　public int pareTo(Object o) 　　　　// Implicitly tests for correct type:　　　　int argi = ((CompClass)o).i;　　　　if(i == argi) return 0;　　　　if(i < argi) return -1;　　　　return 1;　　　　　　public static void print(Object[] a) 　　　　for(int i = 0; i < a.length; i++)　　　　　System.out.print(a[i] + " ");　　　　System.out.println();　　　　　　public String toString() return i + ""; 　　　public static void main(String[] args) 　　　　CompClass[] a = new CompClass[20];　　　　for(int i = 0; i < a.length; i++)　　　　　a[i] = new CompClass(　　　　　　(int)(Math.random() *100));　　　　print(a);　　　　Arrays.sort(a);　　　　print(a);　　　　int loc = Arrays.binarySearch(a, a[3]);　　　　System.out.println("Location of " + a[3] +　　　　 " = " + loc);　　　　　 ///:~　　　　当然，我们的pareTo()方法亦可根据实际情况增大复杂程度。　　　　 3. 列表　　　　可用与数组相同的形式排序和搜索一个列表（List）。用于排序和搜索列表的静态方法包含在类Collections中，但它们拥有与Arrays中差不多的签名：sort(List)用于对一个实现了Comparable的对象列表进行排序；binarySearch(List,Object)用于查找列表中的某个对象；sort(List,Comparator)利用一个“比较器”对一个列表进行排序；而binarySearch(List,Object,Comparator)则用于查找那个列表中的一个对象（注释⑨）。下面这个例子利用了预先定义好的CompClass和AlphaComp来示范Collections中的各种排序工具：　　　　//: ListSort.java　　// Sorting and searching Lists with \'Collections\'　　package c08.newcollections;　　import java.util.*;　　　　public class ListSort 　　　public static void main(String[] args) 　　　　final int SZ = 20;　　　　// Using "natural parison method":　　　　List a = new ArrayList();　　　　for(int i = 0; i < SZ; i++)　　　　　a.a cha138/Article/program/Java/JSP/201311/19495