Java算法分析1—————寻找数组同样元素

算法的两个评測指标：执行时间和内存消耗

要么用时间换空间，要么用空间换时间

寻找数组同样元素測试一：

0~99共100个元素各不同样，新增加一个0~99的元素不明白位置

从101个元素数组中找出与0~99元素中反复的一个

/* 找同样元素
* 0~99共100个元素各不同样
* 从101个元素数组中找出与0~99元素中反复的一个
*/
public class Dome01 {
public static void main(String[] args) {
int arr[] = new int[101];
for (int i = 0; i < 100; i++) {
arr[i] = i;
}
arr[100] = 38; // 假定反复元素为38
// 将数组元素打乱 Math.random() 取值范围是[0,1)

// 怎样打乱数据?

?

for (int j = 0; j < 1000; j++) { // 进行1000次数据打乱的操作
int num1 = (int) (Math.random() * 101); // num取值范围是[0,101)
int num2 = (int) (Math.random() * 101);
int temp = arr[num1];
arr[num1] = arr[num2];
arr[num2] = temp;
}

// 算法一：用双循环实现
Jonney: for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
// 将数组元素依次与后面的数组元素比較
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if (arr[i] == arr[j]) {
System.out.println("反复元素是:" + arr[i]);
break Jonney; // 退出双循环
}
}
}
// 算法一效率太低

// 算法二：将数组的元素所有累加起来就是0~99的数据+同样元素 再减去0~99的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
sum += arr[i];
}
for (int j = 0; j < 100; j++) {
sum -= j;
}
System.out.println("反复元素是:" + sum);
// 算法二假设计算的数据太多就会有数据溢出

// 算法三：使用异或解决
// 0^1^2^3^4^...^m...^99^m^0^1^2^3^4^...^m...^99=m
// 使用数组的第一个元素异或后面的所有元素
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
arr[0] = arr[0] ^ arr[i];
}
// 再次将arr[0]保存的结果与0~99异或一次
for (int i = 0; i < 100; i++) {
arr[0] = arr[0] ^ i;
}
System.out.println("反复元素是:" + arr[0]);
// 算法三才是最佳算法
}
}

寻找数组同样元素測试二：

0~99共100个整数，各不同样，将全部数放入一个数组，随机排布

数组长度100，将当中随意一个数替换成0~99还有一个数(唯一反复的数字)

将反复的数字找出

/*
* 0~99共100个整数，各不同样，将全部数放入一个数组，随机排布
* 数组长度100，将当中随意一个数替换成0~99还有一个数(唯一反复的数字)
* 将反复的数字找出
*/
public class Dome2 {

public static void main(String[] args) {
int arr[] = new int[100];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = i;
}
// 随机排布
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int num1 = (int) (Math.random() * 100);
int num2 = (int) (Math.random() * 100);
int temp = arr[num1];
arr[num1] = arr[num2];
arr[num2] = temp;
}
// 用某个值给某个值替换
int num1 = (int) (Math.random() * 100);
int num2 = (int) (Math.random() * 100);
// 保证num1与num2不同
while (num1 == num2) {
num1 = (int) (Math.random() * 100);
}
System.out.println("将" + num1 + "位置的值用" + num2 + "的位置替换");
arr[num1] = arr[num2];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}

// 算法实现：
// 算法一：用双循环实现
Jonney: for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
// 将数组元素依次与后面的数组元素比較
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if (arr[i] == arr[j]) {
System.out.println("反复元素是:" + arr[i]);
break Jonney; // 退出双循环
}
}
}
// 算法一效率太低

// 算法二：用数组优化的算法
// 定义一个新数组 int newArr[]=new int[100] 默认值为0
// 把原始数组的元素作为新数组的下标，假设该下标相应的新数组元素存在，就将该元素值+1=1
/*
* 原始数组         8 3 7 2 1 5 6 8 0
* 新数组           0 0 0 0 0 0 0 0 0
* 对新数组+1       1 1 1 1 0 1 1 1 2
*/
// 新数组中元素为2的值的下标就是反复元素
int newArr[] = new int[100];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
newArr[arr[i]]++; // 将原始元素对于新数组的索引下标
if (newArr[arr[i]] == 2) {
System.out.println("反复元素是:" + arr[i]);
}
}

}

}

PS：測试二中的新定义个新数组的数组优化算法，尽管加快了查询速度。但也加大了内存开销