Java工具類---數組操作ArrayUtil

package com.luang.util.common;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.TreeMap;
/**


ArrayUtil.java
*
@desc 數組操作工具
@author Guoxp
@datatime Apr 7, 2013 4:03:49 PM
/
public class ArrayUtil {
/**

排序算法的分類如下： 
1.插入排序（直接插入排序、折半插入排序、希爾排序）； 
2.交換排序（冒泡泡排序、快速排序）； 
3.選擇排序（直接選擇排序、堆排序）；  
4.歸并排序；  
5.基數排序。 

關于排序方法的選擇： 
(1)若n較小(如n≤50)，可采用直接插入或直接選擇排序。 
(2)若文件初始狀態基本有序(指正序)，則應選用直接插人、冒泡或隨機的快速排序為宜； 
(3)若n較大，則應采用時間復雜度為O(nlgn)的排序方法：快速排序、堆排序或歸并排序。 
*/
/**

交換數組中兩元素 

@since 1.1 
@param ints 
需要進行交換操作的數組 
@param x 
數組中的位置1 
@param y 
數組中的位置2 
@return 交換后的數組 
*/

public static int[] swap(int[] ints, int x, int y) {

int temp = ints[x];

ints[x] = ints[y];

ints[y] = temp;

return ints;

}  

/**

冒泡排序 方法：相鄰兩元素進行比較 性能：比較次數O(n^2),n^2/2；交換次數O(n^2),n^2/4 

@since 1.1 
@param source 
需要進行排序操作的數組 
@return 排序后的數組 
*/

public static int[] bubbleSort(int[] source) {

for (int i = 1; i < source.length; i++) {  
for (int j = 0; j < i; j++) {  
    if (source[j] > source[j + 1]) {  
        swap(source, j, j + 1);  
    }  
}  

}

return source;

}  

/**

直接選擇排序法 方法：每一趟從待排序的數據元素中選出最小（或最大）的一個元素， 順序放在已排好序的數列的最后，直到全部待排序的數據元素排完。 
性能：比較次數O(n^2),n^2/2 交換次數O(n),n 
交換次數比冒泡排序少多了，由于交換所需CPU時間比比較所需的CUP時間多，所以選擇排序比冒泡排序快。 
但是N比較大時，比較所需的CPU時間占主要地位，所以這時的性能和冒泡排序差不太多，但毫無疑問肯定要快些。 

@since 1.1 
@param source 
需要進行排序操作的數組 
@return 排序后的數組 
*/

public static int[] selectSort(int[] source) {
for (int i = 0; i < source.length; i++) {

for (int j = i + 1; j < source.length; j++) {  
    if (source[i] > source[j]) {  
        swap(source, i, j);  
    }  
}  

}

return source;

}


/**

插入排序 方法：將一個記錄插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,從而得到一個新的記錄數增1的有序表。 性能：比較次數O(n^2),n^2/4 
復制次數O(n),n^2/4 比較次數是前兩者的一般，而復制所需的CPU時間較交換少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比選擇排序也要快。 

@since 1.1 
@param source 
需要進行排序操作的數組 
@return 排序后的數組 
*/

public static int[] insertSort(int[] source) {
for (int i = 1; i < source.length; i++) {

for (int j = i; (j > 0) && (source[j] < source[j - 1]); j--) {  
    swap(source, j, j - 1);  
}  

}

return source;

}


/**

快速排序 快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略來把一個序列（list）分為兩個子序列（sub-lists）。 步驟為： 

從數列中挑出一個元素，稱為 "基準"（pivot）， 2. 


重新排序數列，所有元素比基準值小的擺放在基準前面，所有元素比基準值大的擺在基準的后面 
（相同的數可以到任一邊）。在這個分割之后，該基準是它的最后位置。這個稱為分割（partition）操作。 3. 
遞歸地（recursive）把小于基準值元素的子數列和大于基準值元素的子數列排序。 
遞回的最底部情形，是數列的大小是零或一，也就是永遠都已經被排序好了 
。雖然一直遞回下去，但是這個算法總會結束，因為在每次的迭代（iteration）中，它至少會把一個元素擺到它最后的位置去。 

@since 1.1 
@param source 
需要進行排序操作的數組 
@return 排序后的數組 
*/

public static int[] quickSort(int[] source) {

return qsort(source, 0, source.length - 1);

}  

/**

快速排序的具體實現，排正序 

@since 1.1 
@param source 
需要進行排序操作的數組 
@param low 
開始低位 
@param high 
結束高位 
@return 排序后的數組 
*/

private static int[] qsort(int source[], int low, int high) {

int i, j, x;

if (low < high) {  
i = low;  
j = high;  
x = source[i];  
while (i < j) {  
    while (i < j && source[j] > x) {  
        j--;  
    }  
    if (i < j) {  
        source[i] = source[j];  
        i++;  
    }  
    while (i < j && source[i] < x) {  
        i++;  
    }  
    if (i < j) {  
        source[j] = source[i];  
        j--;  
    }  
}  
source[i] = x;  
qsort(source, low, i - 1);  
qsort(source, i + 1, high);  

}

return source;

}

///////////////////////////////////////////////

//排序算法結束

//////////////////////////////////////////////

/** 
二分法查找 查找線性表必須是有序列表 

@since 1.1 
@param source 
需要進行查找操作的數組 
@param key 
需要查找的值 
@return 需要查找的值在數組中的位置，若未查到則返回-1 
*/

public static int binarySearch(int[] source, int key) {

int low = 0, high = source.length - 1, mid;

while (low <= high) {  
mid = (low + high) >>> 1;  
if (key == source[mid]) {  
    return mid;  
} else if (key < source[mid]) {  
    high = mid - 1;  
} else {  
    low = mid + 1;  
}  

}

return -1;

}  

/**

反轉數組 

@since 1.1 
@param source 
需要進行反轉操作的數組 
@return 反轉后的數組 
*/

public static int[] reverse(int[] source) {

int length = source.length;

int temp = 0;

for (int i = 0; i < length>>1; i++) {  
temp = source[i];  
source[i] = source[length - 1 - i];  
source[length - 1 - i] = temp;  

}

return source;

}

/** 


在當前位置插入一個元素,數組中原有元素向后移動; 
如果插入位置超出原數組，則拋IllegalArgumentException異常 
@param array 
@param index 
@param insertNumber 
@return 
*/

public static int[] insert(int[] array, int index, int insertNumber) {

  if (array == null || array.length == 0) {

  throw new IllegalArgumentException();  

}

  if (index-1 > array.length || index <= 0) {

  throw new IllegalArgumentException();  

}

  int[] dest=new int[array.length+1];

  System.arraycopy(array, 0, dest, 0, index-1);

  dest[index-1]=insertNumber;

  System.arraycopy(array, index-1, dest, index, dest.length-index);

  return dest;

}
/**

整形數組中特定位置刪除掉一個元素,數組中原有元素向前移動; 
如果插入位置超出原數組，則拋IllegalArgumentException異常 
@param array 
@param index 
@return 
*/

public static int[] remove(int[] array, int index) {

if (array == null || array.length == 0) {  
throw new IllegalArgumentException();  

}

if (index > array.length || index <= 0) {  
throw new IllegalArgumentException();  

}

int[] dest=new int[array.length-1];

System.arraycopy(array, 0, dest, 0, index-1);

System.arraycopy(array, index, dest, index-1, array.length-index);

return dest;

}

/** 
2個數組合并，形成一個新的數組 
@param array1 
@param array2 
@return 
*/

public static int[] merge(int[] array1,int[] array2) {

int[] dest=new int[array1.length+array2.length];

System.arraycopy(array1, 0, dest, 0, array1.length);

System.arraycopy(array2, 0, dest, array1.length, array2.length);

return dest;

}  





/**

 * 數組中有n個數據，要將它們順序循環向后移動k位， 
 * 即前面的元素向后移動k位，后面的元素則循環向前移k位， 
 * 例如，0、1、2、3、4循環移動3位后為2、3、4、0、1。 
 * @param array 
 * @param offset 
 * @return 
 */  
public static int[] offsetArray(int[] array,int offset){  
    int length = array.length;    
    int moveLength = length - offset;   
    int[] temp = Arrays.copyOfRange(array, moveLength, length);  
    System.arraycopy(array, 0, array, offset, moveLength);    
    System.arraycopy(temp, 0, array, 0, offset);  
    return array;  
}  
/** 
 * 隨機打亂一個數組 
 * @param list 
 * @return 
 */  
public static List shuffle(List list){  
    java.util.Collections.shuffle(list);  
    return list;  
}  

/** 
 * 隨機打亂一個數組 
 * @param array 
 * @return 
 */  
public int[] shuffle(int[] array) {  
    Random random = new Random();  
    for (int index = array.length - 1; index >= 0; index--) {  
        // 從0到index處之間隨機取一個值，跟index處的元素交換  
        exchange(array, random.nextInt(index + 1), index);  
    }  
    return array;  
}  

// 交換位置  
private void exchange(int[] array, int p1, int p2) {  
    int temp = array[p1];  
    array[p1] = array[p2];  
    array[p2] = temp;  
}  

/**

 * 對兩個有序數組進行合并,并將重復的數字將其去掉 
 *  
 * @param a：已排好序的數組a 
 * @param b：已排好序的數組b 
 * @return 合并后的排序數組 
 */  
private static List<Integer> mergeByList(int[] a, int[] b) {  
    // 用于返回的新數組，長度可能不為a,b數組之和，因為可能有重復的數字需要去掉  
    List<Integer> c = new ArrayList<Integer>();  
    // a數組下標  
    int aIndex = 0;  
    // b數組下標  
    int bIndex = 0;  
    // 對a、b兩數組的值進行比較，并將小的值加到c，并將該數組下標+1，  
    // 如果相等，則將其任意一個加到c，兩數組下標均+1  
    // 如果下標超出該數組長度，則退出循環  
    while (true) {  
        if (aIndex > a.length - 1 || bIndex > b.length - 1) {  
            break;  
        }  
        if (a[aIndex] < b[bIndex]) {  
            c.add(a[aIndex]);  
            aIndex++;  
        } else if (a[aIndex] > b[bIndex]) {  
            c.add(b[bIndex]);  
            bIndex++;  
        } else {  
            c.add(a[aIndex]);  
            aIndex++;  
            bIndex++;  
        }  
    }  
    // 將沒有超出數組下標的數組其余全部加到數組c中  
    // 如果a數組還有數字沒有處理  
    if (aIndex <= a.length - 1) {  
        for (int i = aIndex; i <= a.length - 1; i++) {  
            c.add(a[i]);  
        }  
        // 如果b數組中還有數字沒有處理  
    } else if (bIndex <= b.length - 1) {  
        for (int i = bIndex; i <= b.length - 1; i++) {  
            c.add(b[i]);  
        }  
    }  
    return c;  
}  
/** 
 * 對兩個有序數組進行合并,并將重復的數字將其去掉 
 * @param a:已排好序的數組a 
 * @param b:已排好序的數組b 
 * @return合并后的排序數組,返回數組的長度=a.length + b.length,不足部分補0 
 */  
private static int[] mergeByArray(int[] a, int[] b){  
    int[] c = new int[a.length + b.length];  

    int i = 0, j = 0, k = 0;  

    while (i < a.length && j < b.length) {  
        if (a[i] <= b[j]) {  
            if (a[i] == b[j]) {  
                j++;  
            } else {  
                c[k] = a[i];  
                i++;  
                k++;  
            }  
        } else {  
            c[k] = b[j];  
            j++;  
            k++;  
        }  
    }  
    while (i < a.length) {  
        c[k] = a[i];  
        k++;  
        i++;  
    }  
    while (j < b.length) {  
        c[k] = b[j];  
        j++;  
        k++;  
    }  
    return c;  
}  
/** 
 * 對兩個有序數組進行合并,并將重復的數字將其去掉 
 * @param a：可以是沒有排序的數組 
 * @param b：可以是沒有排序的數組 
 * @return合并后的排序數組 
 * 打印時可以這樣： 
 * Map<Integer,Integer> map=sortByTreeMap(a,b); 
    Iterator iterator =  map.entrySet().iterator();    
    while (iterator.hasNext()) {    
       Map.Entry mapentry = (Map.Entry)iterator.next();    
       System.out.print(mapentry.getValue()+" ");    
    } 
 */  
private static Map<Integer,Integer> mergeByTreeMap(int[] a, int[] b) {  
    Map<Integer,Integer> map=new TreeMap<Integer,Integer>();  
    for(int i=0;i<a.length;i++){  
        map.put(a[i], a[i]);  
    }  
    for(int i=0;i<b.length;i++){  
        map.put(b[i], b[i]);  
    }  
    return map;  
}  
/** 
 * 在控制臺打印數組，之間用逗號隔開,調試時用 
 * @param array 
 */  
public static String print(int[] array){  
    StringBuffer sb=new StringBuffer();  
    for(int i=0;i<array.length;i++){  
        sb.append(","+array[i]);  
    }  
    System.out.println(sb.toString().substring(1));  
    return sb.toString().substring(1);  
}  
public static void main(String[] args){  
    ArrayUtil util=new ArrayUtil();  
    int[] array0={21,24,13,46,35,26,14,43,11};  
    int[] array1={1,2,3,4,5,6};  
    int[] array2={11,22,33,44,55,66};  
    int[] temp=util.quickSort(array0);  
    print(temp);  

}  

}  </pre>