数字在排序数组中出现的次数 java

本文介绍了一种利用二分查找算法统计排序数组中特定数字出现次数的方法,并提供了一个具体的Java实现示例。

题目描述

统计一个数字在排序数组中出现的次数。

分析;既然输入的数组是排序的,那么我们很自然的就能想到用二分查找算法。

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		int[] array={1,3,3,3,3,4,5};
		int k=6;
		System.out.println(GetNumberOfK(array,k));
	}

	public static int GetNumberOfK(int[] array, int k) {
		int low = 0;
		int hight = array.length-1;
		int len=hight;
		int count=0;
		int min = hight / 2;
		while (low <= hight) {
			min=(low+hight)/2;
			int num = array[min];
			//找到第一个k
			if (num == k) {
				if ((min > 0 && array[min - 1] != k )||min==0) {
					break;
				}else{
					hight=min-1;
				}
			}else if(num>k){
				hight=min-1;
			}else{
				low=min+1;
			}
		}
		//记录总共共k的数
		for(int i=min;i<=len;i++){
			if(array[i]==k){
				count++;
			}else{
				break;
			}
		}
		return count;
	}

}

Java 中统计数组中每个数字出现的次数,可以使用不同的方法实现。以下是几种常见的实现方式: ### 使用 `HashMap` 统计次数 通过 `HashMap` 可以高效地统计数组中每个数字出现的次数,其中键(Key)为数组中的数字,值(Value)为该数字出现的次数。这种方法的时间复杂度为 *O(n)*,效率较高。 ```java import java.util.HashMap; public class CountOccurrences { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 1, 1, 3, 3, 4, 3, 2, 4, 2}; HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>(); for (int num : arr) { if (map.containsKey(num)) { int count = map.get(num); count++; map.put(num, count); } else { map.put(num, 1); } } for (int key : map.keySet()) { System.out.println(key + ":" + map.get(key)); } } } ``` ### 使用 `Arrays.sort()` 和 `for` 循环统计 如果希望不使用额外的数据结构,可以通过排序数组后使用 `for` 循环统计每个数字的出现次数。 ```java import java.util.Arrays; public class CountOccurrencesWithSort { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 1, 1, 3, 3, 4, 3, 2, 4, 2}; Arrays.sort(arr); int count = 1; for (int i = 1; i < arr.length; i++) { if (arr[i] == arr[i - 1]) { count++; } else { System.out.println(arr[i - 1] + ":" + count); count = 1; } } System.out.println(arr[arr.length - 1] + ":" + count); // 输出最后一个元素的统计 } } ``` ### 使用 `IntStream` 统计 Java 8 提供了 `IntStream`,可以更简洁地实现统计功能。 ```java import java.util.Arrays; import java.util.stream.IntStream; public class CountOccurrencesWithStream { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 1, 1, 3, 3, 4, 3, 2, 4, 2}; Arrays.stream(arr) .boxed() .collect(java.util.stream.Collectors.groupingBy(Integer::intValue, java.util.stream.Collectors.counting())) .forEach((num, cnt) -> System.out.println(num + ":" + cnt)); } } ``` ### 使用 `Random` 生成大量随机数并统计 如果需要统计大量随机数(例如 1000 万个 0 到 10 的随机数)中每个数字的出现次数,可以使用 `Random` 类生成数据,并通过 `HashMap` 或数组进行统计[^1]。 ```java import java.util.Random; import java.util.HashMap; public class LargeRandomCount { public static void main(String[] args) { Random r = new Random(); int[] numbers = new int[1000_0000]; for (int i = 0; i < numbers.length; i++) { numbers[i] = r.nextInt(11); // 生成 0 到 10 的随机数 } HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>(); for (int num : numbers) { map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1); } for (int key : map.keySet()) { System.out.println("数字:" + key + " 次数:" + map.get(key)); } } } ``` ### 时间复杂度分析 - 使用 `HashMap` 的时间复杂度为 *O(n)*,空间复杂度也为 *O(n)*。 - 排序后统计的方法时间复杂度为 *O(n log n)*,空间复杂度为 *O(1)*(不考虑输出存储)。 - 使用 `IntStream` 的方式在代码简洁性上更优,但底层实现与 `HashMap` 类似,时间复杂度为 *O(n)*。 ---
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