算法与数据结构新手班第3节-优快云博客

文章介绍了Java实现的三种不同类型的二分查找算法，分别用于查找特定值的索引、找到大于等于给定值的最左边索引以及寻找局部最小值。此外，讨论了时间复杂度的概念，展示了不同排序算法和数据结构如动态数组（ArrayList）、HashMap及TreeMap的时间复杂度。对于Java中的值传递和引用传递也进行了说明，并通过示例解释了哈希表和有序表的区别。

题目一

二分法

在有序数组中查找num,返回num的索引

    static int binaryfind(int[] arr, int num) {
        int pre = 0;
        int aft = arr.length - 1;
        while (pre <= aft) {
            int mid = (pre + aft) / 2;
            if (arr[mid] < num) {
                pre = mid + 1;

            } else if (arr[mid] > num) {
                aft = mid - 1;
            } else {
                return mid;
            }
        }
        return -1;
    }

题目二

二分法

找到有序数组查找大于等于num的最左面的索引

    static int binary(int[] arr, int num) {
        if (arr == null || arr.length == 0) {
            return -1;
        }
        int pre = 0;
        int aft = arr.length - 1;
        int index = -1;
        while (pre <= aft) {
            int mid = (pre + aft) / 2;
            if (arr[mid] >= num) {
                index = mid;
                aft = mid - 1;
            }
            if (arr[mid] < num) {
                pre = mid + 1;
            }
        }
        return index;
    }

题目三

二分法

在一个相邻的数都不相等的数组中，找到任意一个局部最小值的位置

static int oneMinIndex(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length == 0) {
            return -1;
        }
        int n = arr.length;
        if (n == 1) {
            return 0;
        }
        if(arr[0]<arr[1]){
            return 0;
        }
        if(arr[n-2]>arr[n-1]){
            return n-1;
        }
        int pre = 0;
        int aft = n - 1;
        while (pre <= aft) {
            int mid = (pre + aft) / 2;
            if (arr[mid] < arr[mid + 1]) {
                if (arr[mid] < arr[mid - 1]) {
                    return mid;
                }
                aft = mid - 1;
            } else {
                pre = mid + 1;
            }
        }
        return -1;
    }

时间复杂度

常数操作：一个操作时间和传入数据无关的操作叫常数操作

时间复杂度：当数据量非常大时，完成操作需要的复杂度

选择、冒泡、插入排序的时间复杂度都是o(n^2)

常见时间复杂度列表

o(1)<o(logN)<o(N)<o(N*logN)<o(N^2)<o(N^3)<o(N^k)<o(2^N)<o(3^N)<o(k^N)<o(N!)

动态数组

动态数组：动态数组可以根据传入元素的数量完成自动扩容

例如ArrayList的使用和扩容

动态数组的时间复杂度是o(N),但是某一次扩容时,所需时间为o(1)

按值传递和按引用传递

默认情况下,Java中默认的数据类型是按值传递,自定义类型是按引用传递,每一个元素都是包含地址,一个地址值是八个字节

        public static class Node {
        public int value;

        public Node(int v) {
            value = v;
        }
}

        HashMap<Integer, String> map2 = new HashMap<>();
        map2.put(1234567, "我是1234567");

        Integer a = 1234567;
        Integer b = 1234567;

        System.out.println(a == b);
        System.out.println(map2.containsKey(a));//true
        System.out.println(map2.containsKey(b));//true

        Node node1 = new Node(1);
        Node node2 = new Node(1);
        HashMap<Node, String> map3 = new HashMap<>();
        map3.put(node1, "我进来了！");
        System.out.println(map3.containsKey(node1));//true
        System.out.println(map3.containsKey(node2));//flase

哈希表和有序表

哈希(Hash)表无序,时间复杂度为o(1)

有序(Tree)表有序,时间复杂度为o(logN)

import java.util.HashMap;
import java.util.TreeMap;

public class Code05_HashMapTreeMap {

    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("zuochengyun", "我是左程云");
        System.out.println(map.containsKey("zuochengyun"));
        System.out.println(map.containsKey("zuo"));
        System.out.println(map.get("zuochengyun"));

        map.put("zuochengyun", "他是左程云");
        System.out.println(map.get("zuochengyun"));

//        map.remove("zuochengyun");
//        System.out.println(map.containsKey("zuochengyun"));
//        System.out.println(map.get("zuochengyun"));

        String test1 = "zuochengyun";
        String test2 = "zuochengyun";
        System.out.println(map.containsKey(test1));//true
        System.out.println(map.containsKey(test2));//true



        System.out.println("===================");

        TreeMap<Integer, String> treeMap1 = new TreeMap<>();

        treeMap1.put(3, "我是3");
        treeMap1.put(0, "我是3");
        treeMap1.put(7, "我是3");
        treeMap1.put(2, "我是3");
        treeMap1.put(5, "我是3");
        treeMap1.put(9, "我是3");

        System.out.println(treeMap1.containsKey(7));
        System.out.println(treeMap1.containsKey(6));
        System.out.println(treeMap1.get(3));

        treeMap1.put(3, "他是3");
        System.out.println(treeMap1.get(3));

        treeMap1.remove(3);
        System.out.println(treeMap1.get(3));

        //获取第一个(最小的)Key
        System.out.println(treeMap1.firstKey());
        //获取最后一个(最大的)Key
        System.out.println(treeMap1.lastKey());
        // <=5 离5最近的key告诉我
        System.out.println(treeMap1.floorKey(5));
        // <=6 离6最近的key告诉我
        System.out.println(treeMap1.floorKey(6));
        // >=5 离5最近的key告诉我
        System.out.println(treeMap1.ceilingKey(5));
        // >=6 离6最近的key告诉我
        System.out.println(treeMap1.ceilingKey(6));
    }
}