Java工具类---数组操作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 数组操作工具   * @author Guoxp   * @datatime Apr 7, 2013 4:03:49 PM   *   */  public class ArrayUtil {            /**       * 排序算法的分类如下：       * 1.插入排序（直接插入排序、折半插入排序、希尔排序）；       * 2.交换排序（冒泡泡排序、快速排序）；       * 3.选择排序（直接选择排序、堆排序）；        * 4.归并排序；        * 5.基数排序。       *       * 关于排序方法的选择：       * (1)若n较小(如n≤50)，可采用直接插入或直接选择排序。       * (2)若文件初始状态基本有序(指正序)，则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜；       * (3)若n较大，则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。       *       */                 /**        * 交换数组中两元素        *        * @since 1.1        * @param ints        *            需要进行交换操作的数组        * @param x        *            数组中的位置1        * @param y        *            数组中的位置2        * @return 交换后的数组        */        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：相邻两元素进行比较 性能：比较次数O(n^2),n^2/2；交换次数O(n^2),n^2/4        *        * @since 1.1        * @param source        *            需要进行排序操作的数组        * @return 排序后的数组        */        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;        }            /**        * 直接选择排序法 方法：每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素， 顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。        * 性能：比较次数O(n^2),n^2/2 交换次数O(n),n        * 交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多，所以选择排序比冒泡排序快。        * 但是N比较大时，比较所需的CPU时间占主要地位，所以这时的性能和冒泡排序差不太多，但毫无疑问肯定要快些。        *        * @since 1.1        * @param source        *            需要进行排序操作的数组        * @return 排序后的数组        */        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：将一个记录插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。 性能：比较次数O(n^2),n^2/4        * 复制次数O(n),n^2/4 比较次数是前两者的一般，而复制所需的CPU时间较交换少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比选择排序也要快。        *        * @since 1.1        * @param source        *            需要进行排序操作的数组        * @return 排序后的数组        */        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）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。 步骤为：        * 1. 从数列中挑出一个元素，称为 "基准"（pivot）， 2.        * 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面        * （相同的数可以到任一边）。在这个分割之后，该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。 3.        * 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。        * 递回的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了        * 。虽然一直递回下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。        *        * @since 1.1        * @param source        *            需要进行排序操作的数组        * @return 排序后的数组        */        public static int[] quickSort(int[] source) {            return qsort(source, 0, source.length - 1);        }            /**        * 快速排序的具体实现，排正序        *        * @since 1.1        * @param source        *            需要进行排序操作的数组        * @param low        *            开始低位        * @param high        *            结束高位        * @return 排序后的数组        */        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;        }        ///////////////////////////////////////////////        //排序算法结束        //////////////////////////////////////////////        /**        * 二分法查找 查找线性表必须是有序列表        *        * @since 1.1        * @param source        *            需要进行查找操作的数组        * @param key        *            需要查找的值        * @return 需要查找的值在数组中的位置，若未查到则返回-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;        }            /**        * 反转数组        *        * @since 1.1        * @param source        *            需要进行反转操作的数组        * @return 反转后的数组        */        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;        }       /**       * 在当前位置插入一个元素,数组中原有元素向后移动;       * 如果插入位置超出原数组，则抛IllegalArgumentException异常       * @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;        }                /**        * 整形数组中特定位置删除掉一个元素,数组中原有元素向前移动;        * 如果插入位置超出原数组，则抛IllegalArgumentException异常        * @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个数组合并，形成一个新的数组        * @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;        }        /**        * 数组中有n个数据，要将它们顺序循环向后移动k位，        * 即前面的元素向后移动k位，后面的元素则循环向前移k位，        * 例如，0、1、2、3、4循环移动3位后为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;        }        /**        * 随机打乱一个数组        * @param list        * @return        */        public static List shuffle(List list){            java.util.Collections.shuffle(list);            return list;        }            /**        * 随机打乱一个数组        * @param array        * @return        */        public int[] shuffle(int[] array) {            Random random = new Random();            for (int index = array.length - 1; index >= 0; index--) {                // 从0到index处之间随机取一个值，跟index处的元素交换                exchange(array, random.nextInt(index + 1), index);            }            return array;        }            // 交换位置        private void exchange(int[] array, int p1, int p2) {            int temp = array[p1];            array[p1] = array[p2];            array[p2] = temp;        }    /**        * 对两个有序数组进行合并,并将重复的数字将其去掉        *         * @param a：已排好序的数组a        * @param b：已排好序的数组b        * @return 合并后的排序数组        */        private static List<Integer> mergeByList(int[] a, int[] b) {            // 用于返回的新数组，长度可能不为a,b数组之和，因为可能有重复的数字需要去掉            List<Integer> c = new ArrayList<Integer>();            // a数组下标            int aIndex = 0;            // b数组下标            int bIndex = 0;            // 对a、b两数组的值进行比较，并将小的值加到c，并将该数组下标+1，            // 如果相等，则将其任意一个加到c，两数组下标均+1            // 如果下标超出该数组长度，则退出循环            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++;                }            }            // 将没有超出数组下标的数组其余全部加到数组c中            // 如果a数组还有数字没有处理            if (aIndex <= a.length - 1) {                for (int i = aIndex; i <= a.length - 1; i++) {                    c.add(a[i]);                }                // 如果b数组中还有数字没有处理            } else if (bIndex <= b.length - 1) {                for (int i = bIndex; i <= b.length - 1; i++) {                    c.add(b[i]);                }            }            return c;        }        /**        * 对两个有序数组进行合并,并将重复的数字将其去掉        * @param a:已排好序的数组a        * @param b:已排好序的数组b        * @return合并后的排序数组,返回数组的长度=a.length + b.length,不足部分补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;        }        /**        * 对两个有序数组进行合并,并将重复的数字将其去掉        * @param a：可以是没有排序的数组        * @param b：可以是没有排序的数组        * @return合并后的排序数组        * 打印时可以这样：        * 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;        }        /**        * 在控制台打印数组，之间用逗号隔开,调试时用        * @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);                    }    }