package com.coderising.array;
import java.util.Arrays;
import com.coding.basic.ArrayList;
import com.coding.basic.List;
public class ArrayUtil {
/**
* 给定一个整形数组a , 对该数组的值进行置换
例如： a = [7, 9 , 30, 3] , 置换后为 [3, 30, 9,7]
如果 a = [7, 9, 30, 3, 4] , 置换后为 [4,3, 30 , 9,7]
* @param origin
* @return
*/
public static int[] reverseArray(int[] origin){
int length = origin.length;
if(length <= 1)
return origin;
int[] newArray = new int[length];
for (int i = 0; i < length; i++) {
newArray[i] = origin[length-i-1];
}
return newArray;
}
/**
* 现在有如下的一个数组： int oldArr[]={1,3,4,5,0,0,6,6,0,5,4,7,6,7,0,5}
* 要求将以上数组中值为0的项去掉，将不为0的值存入一个新的数组，生成的新数组为：
* {1,3,4,5,6,6,5,4,7,6,7,5}
* @param oldArray
* @return
*/
public static int[] removeZero(int[] oldArray){
int length = oldArray.length;
if(length == 0)
return oldArray;
int[] newArray = new int[length];
int oi = 0;
int ni = 0;
while(oi < length){
if(oldArray[oi] == 0){
oi++;
}else{
newArray[ni++] = oldArray[oi++];
}
}
if(ni == 0)
return null;//输入的数组全部都是0时
if(ni == length)
return newArray;//输入的数组不含0时，不需要截取
return Arrays.copyOf(newArray, ni);
}
/**
* 给定两个已经排序好的整形数组， a1和a2 , 创建一个新的数组a3, 使得a3 包含a1和a2 的所有元素， 并且仍然是有序的
* 例如 a1 = [3, 5, 7,8] a2 = [4, 5, 6,7] 则 a3 为[3,4,5,6,7,8] , 注意： 已经消除了重复
* @param array1
* @param array2
* @return
*/
public static int[] merge(int[] array1, int[] array2){//时间复杂度O(n)
int length1 = array1.length;
int length2 = array2.length;
if(length1 == 0 ||(length1 == 0 && length2 ==0)){
return array2;
}
if(length2 == 0){
return array1;
}
int i1 = 0;//始终指向array1中剩余的最小元素
int i2 = 0;//始终指向array2中剩余的最小元素
ArrayList stack = new ArrayList();//“过去的”最小值放入栈中
while (i1 < length1 || i2 < length2){//判定，只要还有一个数组中有未入栈元素
if(i1 == length1){//判定，array1元素都已经入栈
stack.add(array2[i2++]);
continue;
}
if(i2 == length2){//判定，array2元素都已经入栈
stack.add(array1[i1++]);
continue;
}
int comRes = compare(array1[i1], array2[i2]);
if(comRes > 0){
stack.add(array2[i2++]);
}else if(comRes <0){
stack.add(array1[i1++]);
}else{
stack.add(array1[i1]);
i1++;
i2++;
}
}
int[] result = new int[stack.size()];
for (int i = 0; i < stack.size(); i++) {
result[i] = (int) stack.get(i);
}
return result;
}
/**
* when i < j returns -1;
* when i = j returns 0;
* when i > j returns 1;
* @param i
* @param j
* @return
*/
private static int compare(int i, int j){
if(i < j){
return -1;
}else if(i == j){
return 0;
}else{
return 1;
}
}
/**
* 把一个已经存满数据的数组 oldArray的容量进行扩展， 扩展后的新数据大小为oldArray.length + size
* 注意，老数组的元素在新数组中需要保持
* 例如 oldArray = [2,3,6] , size = 3,则返回的新数组为
* [2,3,6,0,0,0]
* @param oldArray
* @param size
* @return
*/
public static int[] grow(int [] oldArray, int size){
int[] newArray = new int[oldArray.length+size];
System.arraycopy(oldArray, 0, newArray, 0, oldArray.length);
return newArray;
}
/**
* 斐波那契数列为：1，1，2，3，5，8，13，21...... ，给定一个最大值， 返回小于该值的数列
* 例如， max = 15 , 则返回的数组应该为 [1，1，2，3，5，8，13]
* max = 1, 则返回空数组 []
* @param max
* @return
*/
public static int[] fibonacci(int max){
if(max <= 1)
return new int[0];
ArrayList l = new ArrayList();
for (int i = 0; max>fibonacciNum(i); i++) {
l.add(fibonacciNum(i));
}
int[] result = new int[l.size()];
for (int i = 0; i < l.size(); i++) {
result[i] = (int) l.get(i);
}
return result;
}
/**
* 私有方法
* 根据 斐波那契数列
* 通过下标获取数列元素
*
* 例如 [1，1，2，3，5，8，13，...] fibonacciNum(1) = 1,fibonacciNum(4) = 3
* @param index 下标
* @return 斐波那契数列元素
*/
private static int fibonacciNum(int index){
if(index < 0 )
throw new IndexOutOfBoundsException("下标越界，index>=0");
if(index == 0||index == 1)
return 1;
return fibonacciNum(index-1)+fibonacciNum(index-2);
}
/**
* 返回小于给定最大值max的所有素数数组
* 例如max = 23, 返回的数组为[2,3,5,7,11,13,17,19]
* @param max
* @return
*/
public static int[] getPrimes(int max){
if(max<2)
return new int[0];
ArrayList list = new ArrayList();
for (int i = 0; i < max; i++) {
if(isPrimeNum(i))
list.add(i);
}
int[] result = new int[list.size()];
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
result[i] = (int) list.get(i);
}
return result;
}
/**
* 判断一个整数是否是质数
* @param num
* @return
*/
private static boolean isPrimeNum(int num){
if(num < 2)//质数都是正数，并且大于等于2
return false;
for (int i = 2; i <= Math.sqrt(num); i++) {
if(num % i ==0){
return false;
}
}
return true;
}
/**
* 所谓“完数”， 是指这个数恰好等于它的因子之和，例如6=1+2+3
* 给定一个最大值max， 返回一个数组， 数组中是小于max 的所有完数
* @param max
* @return
*/
public static int[] getPerfectNumbers(int max){
ArrayList list = new ArrayList();
for (int i = 6; i < max; i++) {
if(isPerfectNumber(i))
list.add(i);
}
int[] result = new int[list.size()];
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
result[i] = (int) list.get(i);
}
return result;
}
/**
* 判断一个整数是否是完数
*
* 因为所有的完数都是三角形数，所有我们通过遍历三角形数判断，如果是三角形数，再判断是否所有因子的积为这个整数
* @param num
* @return
*/
private static boolean isPerfectNumber(int num){
if(num < 6)// the first perfect number is 6
return false;
if(!isEndWith6or8(num))//perfect number is only end with 6 or 8
return false;
/*if(!isTriangularNumber(num))
return false;*/
List list = new ArrayList();
double sqr = Math.sqrt(num);
list.add(1);
for (int i = 2; i <= sqr; i++) {
if(num % i == 0){
list.add(num/i);
list.add(i);
}
if(i == sqr){
list.add(i);
break;
}
}
int sum = 0;
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
Integer in = (Integer) list.get(i);
sum += in;
}
if(sum == num)
return true;
else
return false;
}
private static boolean isEndWith6or8(int num){
if(num == 6)
return true;
Integer integer = new Integer(num);
String string = integer.toString();
String lastIndex = string.substring(string.length()-1);
if(lastIndex.equals("6") || lastIndex.equals("8"))
return true;
else
return false;
}
private static boolean isTriangularNumber(int num){
if(num < 1 )
return false;
int i = 0;
while(triangularNumber(i)<=num){
if(triangularNumber(i)==num)
return true;
i++;
}
return false;
}
/**
* 获取三角形数，从数列中获取。
* [1,3,6,10,...] 下标从0开始，例如triangularNumber(0) = 1,triangularNumber(1) = 3,triangularNumber(2)=6
* @param index
* @return
*/
private static int triangularNumber(int index){
if(index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException("下标越界，index>=0");
if(index == 0)
return 1;
return triangularNumber(index-1)+index+1;
}
/**
* 用seperator 把数组 array给连接起来
* 例如array= [3,8,9], seperator = "-"
* 则返回值为"3-8-9"
* @param array
* @param s
* @return
*/
public static String join(int[] array, String seperator){
if(array == null)
return null;
if(array.length == 0)
return "";
String result = String.valueOf(array[0]);
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
result += seperator + array[i];
}
return result;
}
}