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  • Array

    无序数组:

      不允许重复 允许重复
     查找  N/2次比较  N次比较
     插入  无比较、一次移动  无比较、一次移动
     删除  N/2次比较、N/2次移动  N次比较、大于N/2次移动
     1 public class Array {
     2 
     3     private long[] array;
     4     
     5     private int maxLength;
     6     
     7     public Array(int size){
     8         array = new long[size];
     9         maxLength = 0;
    10     }
    11     
    12     public void insert(long l){
    13         array[maxLength++] = l;
    14     }
    15     
    16     public int find(long key){
    17         for(int i = 0 ; i < maxLength ; i++){
    18             if(array[i] == key){
    19                 return i;
    20             }
    21         }
    22         return -1;
    23     }
    24     
    25     //删除之后必须随后的数据向前移一步补这个洞
    26     public boolean delete(long key){
    27         int index = find(key);
    28         if(index < 0){
    29             return false;
    30         }else{
    31             for(int i = index; i < maxLength-1; i++){
    32                 array[i] = array[i+1];
    33             }
    34             maxLength --;
    35         }
    36         return true;
    37     }
    38     
    39     public void display(){
    40         for(int i = 0 ; i < maxLength; i++){
    41             System.out.println("NO." + (i+1) + " --> " +  array[i]);
    42         }
    43     }
    44     
    45 }
     1     public static void main(String[] args) {
     2         Array array = new Array(100);
     3 
     4         array.insert(49);
     5         array.insert(158);
     6         array.insert(81);
     7         array.insert(93);
     8         array.insert(18);
     9         
    10         array.delete(81);
    11         array.delete(82);
    12         
    13         array.display();
    14     }

    打印结果:
    NO.1 --> 49
    NO.2 --> 158
    NO.3 --> 93
    NO.4 --> 18

    有序数组:

    核心插入数据后保证数组的数据必须是有序的,查找可以用二分查找。

     1 public class OrderArray {
     2 
     3     private long[] array;
     4     
     5     private int maxLength;
     6     
     7     public OrderArray(int size){
     8         array = new long[size];
     9         maxLength = 0;
    10     }
    11     
    12     /*public void insert(long l){
    13         int index = -1;
    14         for(int i = 0 ; i < maxLength; i++){
    15             if(array[i]>l){
    16                 index = i;
    17                 break;
    18             }
    19         }
    20         if(index == -1){
    21             array[maxLength++] = l;
    22             return;
    23         }
    24         for(int i = maxLength ; i > index; i --){
    25             array[i] = array[i-1];
    26         }
    27         array[index] = l;
    28         maxLength++;
    29     }*/
    30     
    31     //插入时判断大小,保证有序。
    32     public void insert(long l){
    33         int i ;
    34         for(i = 0 ; i < maxLength; i++){
    35             if(array[i]>l){
    36                 break;
    37             }
    38         }
    39         for(int j = maxLength ; j > i; j --){
    40             array[j] = array[j-1];
    41         }
    42         array[i] = l;
    43         maxLength++;
    44     }
    45     
    46     //二分查找
    47     public int find(long key){
    48         int lower = 0;
    49         int upper = maxLength-1;
    50         int index ;
    51         while(true){
    52             index = (lower + upper)/2;
    53             if(array[index]==key){
    54                 return index;
    55             }else if(lower > upper){
    56                 return -1;
    57             }else{
    58                  if(array[index] < key){
    59                      lower = index + 1 ;
    60                  }else{
    61                      upper = index - 1 ;
    62                  }
    63             }
    64         }
    65     }
    66     
    67     public boolean delete(long key){
    68         int index = find(key);
    69         if(index < 0){
    70             return false;
    71         }else{
    72             for(int i = index; i < maxLength-1; i++){
    73                 array[i] = array[i+1];
    74             }
    75             maxLength --;
    76         }
    77         return true;
    78     }
    79     
    80     public void display(){
    81         for(int i = 0 ; i < maxLength; i++){
    82             System.out.println("NO." + (i+1) + " --> " +  array[i]);
    83         }
    84     }
    85     
    86 }
     1     public static void main(String[] args) {
     2         OrderArray array = new OrderArray(100);
     3 
     4         array.insert(49);
     5         array.insert(158);
     6         array.insert(81);
     7         array.insert(93);
     8         array.insert(18);
     9         array.insert(1);
    10         array.insert(9);
    11         array.insert(7);
    12         array.insert(81);
    13         array.insert(669);
    14         
    15         array.display();
    16         
    17         int key = 18;
    18         System.out.println(key + " is NO " + (array.find(key)+1));
    19     }

    打印结果:
    NO.1 --> 1
    NO.2 --> 7
    NO.3 --> 9
    NO.4 --> 18
    NO.5 --> 49
    NO.6 --> 81
    NO.7 --> 81
    NO.8 --> 93
    NO.9 --> 158
    NO.10 --> 669
    18 is NO 4

    二分查找步数:
    如果一组数组的个数为r,那么二分查找的步数为:s=log2r

    无序数组的插入:常数
    因为无序数组的插入总是放到下一个有空的地方。无论数据项N有多大,一次插入的时间总是相同的。所以可以说向一个无序数组插入数据的时间T的表示为:
    T = 1 * K (K是指现实中影响时间的因素,比如:CPU、编辑器生成class的效率 等等)

    线性查找:与 N 成正比
    T = K * N /  2
    将 2 并入K中可以得到一个方便的公式:
    T=K * N ,这个方程式说明了线性查找的时间与数据项的个数成正比,如果一个数组增加一倍个数,那么查找的时间也会变成原来的2倍。

    二分查找:与log(N) 成正比
    二分查找的时间:T=K * log2(N),但是因为从底数为2转为底数为10只需要乘以3.2222,所以底数2也并入K值中,不必指定底数:
    T = K * log(N)

    大O表示法与以上公式类似,当比较算法的时候,并不在乎CPU或是编译器,真正比较的是N值的大小,所以不需要常数。
    大O表示法的实质并不是对运行时间给出实际值,而是表达了运行时间如何受数据项的个数影响。

    算法 大O表示法的运行时间
     线性查找  O(N)
     二分查找  O(logN)
     无序数组的插入  O(1)
     有序数组的插入  O(N)
     无序数组的删除  O(N)
     有序数组的删除  O(N)

     以上显示一些时间与数据项的个数的大O关系,可以看出O(1)是最好的,O(logN)良好,O(N)还可以,O(N2)则差了些。O(N2)会在冒泡排序或其它排序出现。

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