推荐算法学习教程（刷算法这些api不可不知）
推荐算法学习教程（刷算法这些api不可不知）ListcharAt toCharArray split substring indexOf lastIndexOf replace length方法String字符串
最近在刷算法，发现有些api记得不熟，所以整理了一波，如果你也在刷题，赶紧收藏吧！
集合在刷题中，各种数据结构是我们常常用到的，例如栈实现迭代、哈希存储键值对等等，我们来看看常用集合和相关api。
|
类/接口 |
描述 |
方法 |
|
String |
字符串 |
charAt toCharArray split substring indexOf lastIndexOf replace length |
|
List |
列表 |
add remove get size subList |
|
Stack |
栈 |
push pop peek isEmpty size |
|
Queue |
队列 |
offer poll peek isEmpty size |
|
Deque |
双向队列 |
offerFirst offerLast pollFirst pollLast peekFirst peekLast isEmpty size |
|
PriorityQueue |
优先队列 |
offer poll peek isEmpty size |
|
Set |
add remove contains isEmpty size first(TreeSet) last(TreeSet) | |
|
Map |
put get getOrDefault containsKey containsValue keySet values isEmpty size |
数组就不用多说什么了，大家最熟悉的数据结构。
ArraysArrays是比较常用的数组工具类，可以完成排序、拷贝等功能。
- 从小到大排序：Arrays.sort(int[] arr)Arrays.sort(int[] arr int fromIndex int toIndex)
Arrays.sort(int[] arr int fromIndex int toIndex 比较器); //一定是需要泛型
Arrays.sort(arr (o1 o2) -> o2 - o1); //数组全部 从大到小排序 跟Collections.sort()一样
Arrays.sort(arr 0 3 (o1 o2) -> o2 - o1); //从大到小排序，只排序[0 3)
- 拷贝：Array.copyOf
int[] a = new int[5];
int[] newA = Array.copyOf(a 5);
列表
列表主要有两种实现，分别是顺序表和链表。
顺序表本质是一个可以动态扩容的数组，在Java中的实现是ArrayList。
链表是一个双向链表，Java中链表的实现为LinkedList。LinkedList在Java中可谓是非常强大的一个集合类，它还可以作为双向队列、栈来使用。
注意，ArrayList的扩容需要将旧的数组的元素复制到新的数组，时间复杂度为O(n)。
基本方法- 构造
List<Integer> array = new ArrayList<>(); // 顺序表
// Set<Integer> a = new HashSet....
List<Integer> b = new ArrayList<>(a); //接受一个集合容器
- get
get(int index) // 返回元素位置在index的元素e --- array O(1) list O(n)
- size
size() // 返回数组/链表长度 --- O(1)
- add
add(E e) // 在尾部添加一个元素e --- O(1)
add(int index E e) // 在index位置插一个元素e --- O(n)
- remove
.remove(int index) // 删除位于index的元素，并返回删除元素e --- 删除最后元素为O(1)， 其余为O(n)
//删除最后元素 list.remove(list.size() - 1);
- subList
.subList(int from int to) // 相当于返回原数组的一个片段 但不要对其进行改动，改动会影响原数组 --- O(1)
// List<Integer> list 对原来的list和返回的list做的“非结构性修改”(non-structural changes)，
//都会影响到彼此对方. 如果你在调用了sublist返回了子list之后，如果修改了原list的大小，那么之前产生的子list将会失效，变得不可使用
集合工具
Collections是集合工具类，提供了一些操作集合的方法。
- 排序
Collections.sort(list); 从小到大排序
Collections.sort(list (o1 o2) -> o2 - o1); 从大到小排序， 第二个参数为一个比较器
两种实现，ArrayList利于查找，LinkedList利于增删。
大概对比如下：
|
操作 |
ArrayList |
LinkedList |
|
get(int index) |
O(1) |
O(n)，平均 n / 4步 |
|
add(E element) |
最坏情况（扩容）O(n) ，平均O(1) |
O(1) |
|
add(int index E element) |
O(n) 平均n / 2步 |
O(n)，平均 n / 4步 |
|
remove(int index) |
O(n) 平均n /2步 |
O(n)，平均 n / 4步 |
Java中定义了Stack接口，实现类似Vector。Vector是一个祖传集合类，不推荐使用。
那应该用什么呢？
Deque接口实现了完善堆栈操作集合，它有一个我们熟悉的实现类LinkedList。
- 构造
Deque<Integer> stack=new LinkedList<>();
- push
push(E e); // 入栈元素e， 返回值为元素e --- O(1)
- pop
.pop(); // 出栈一个元素，返回出栈元素e --- O(1)
- peek
peek(); // 查看栈顶元素， 返回值为栈顶元素e --- O(1)
- isEmpty
isEmpty() // 若栈空返回true， 否则返回false --- O(1)
- size
size() // 返回栈中元素个数 --- O(1)
队列
队列s是一种先进先出的结构，在Java中的接口定义是Queue，具体实现还是我们的老朋友LinkedList。
- 构造
Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
- offer
offer(E e); // 队尾加入元素e。 若成功入队返回值true，否则返回false --- O(1)
- poll
poll(); // 出队头，返回出队元素e --- O(1)
- peek
peek(); // 查看队头元素， 返回值队首元素e --- O(1)
- isEmpty
isEmpty() // 若队空返回true， 否则返回false --- O(1)
- size
size() // 返回队中元素个数 --- O(1)
双向队列
Queue有一个子接口Dueue，即双向队列，和单向队列不同，它的出队入队可以从两个方向。
- 构造
Dueue<Integer> q = new LinkedList<>();
- offFirst
offFirst(Object e) // 将指定元素添加到双端队列的头部 --- O(1)
- offLast
offLast(Object e) //将指定元素添加到双端队列的尾部 --- O(1)
- pollFirst
pollFirst() //获取并删除双端队列的第一个元素 --- O(1)
- pollLast
pollLast() //获取并删除双端队列的最后一个元素 --- O(1)
- peekFirst
peekFirst() //获取但不删除双端队列的第一个元素 --- O(1)
- peekLast
peekLast() //获取但不删除双端队列的最后一个元素 --- O(1)
优先队列
优先队列是一种比较特殊的队列，保存队列元素的顺序不是按照元素添加的顺序来保存的，而是在添加元素的时候对元素的大小排序后再保存。
所以在队头的元素不是按照先后顺序，而是按照大小顺序。
在Java中的实现是PriorityQueue，底层是一棵树， 以小根堆为例。对于任意结点来说，该节点的值比其左右孩子的值都要小。 （就是最上面的结点最小）。 大根堆类似，最上面结点最大
- 构造
- 小根堆
Queue<Integer> minH = new PriorityQueue<>(); // 小根堆，默认大小为11 相当于 new PriorityQueue<>(11)
Queue<Integer> minH = new PriorityQueue<>(100); // 定义一个默认容量有100的小根堆。在当中增加元素会扩容，只是开始指定大小。不是size，是capacity
- 大根堆
Queue<Integer> maxH = new PriorityQueue<>((i1 i2) -> i2 - i1); // 大根堆，默认大小为11 相当于 new PriorityQueue<>(11 (i1 i2) -> i2 - i1)
Queue<Integer> maxH = new PriorityQueue<>(100 (i1 i2) -> i2 - i1); // 定义一个默认容量有100的大根堆。在当中增加元素会扩容，只是开始指定大小
- offer
offer(E e); // 在堆中加入元素e，并调整堆。若成功入堆返回值true，否则返回false --- O(logN)
- poll
poll(); // 弹出堆顶元素，并重新调整堆，返回出队元素e --- O(logN)
- peek
peek(); // 查看堆顶元素， 返回值堆顶元素e --- O(1)
散列表
散列表示一种<key value>型的数据结构，在Java中的实现是HashMap。
- 构造
Map<characters Integer> map = new HashMap<>();
- put
put(K key V value); // 在Map中加入键值对<key value>。返回value值。如果Map中有key，则replace旧的value --- O(1)
- get
get(K key); // 返回Map中key对应的value。若Map中没有该key，则返回null --- O(1)
- getOrDefault
getOrDefault(K key V defaultValue); // 返回Map中key对应的value。若Map中没有该key，则返回defaultValue --- O(1)
// For example:
// Map<Character Integer> map = new HashMap<>();
// if (...) // 如果发现k，则k在Map中的值加1。没一开始没有k，则从0开始加1。（相当于给了key在Map中的一个初试值）
map.put('k' map.getOrDefault('k' 0) 1);
- containsKey
containsKey(Key key); // 在Map中若存在key，则返回true，否则返回false --- O(1)
get(x) == null // 可以代替改用法
- keySet
keySet(); // 返回一个Set 这个Set中包含Map中所有的Key --- O(1)
// For example:
// We want to get all keys in Map
// Map<Character Integer> map = new HashMap<>();
for (Character key : map.keySet()) {
// Operate with each key
}
- values
values(); // 返回一个Collection<v> 里面全是对应的每一个value --- O(1)
// For example:
// We want to get all values in Map
// Map<Character Integer> map = new HashMap<>();
for (Integer value : map.values()) {
// Operate with each values
}
- isEmpty
isEmpty() // 若Map为空返回true， 否则返回false --- O(1)
- size
.size() // 返回Map中中键值对<K V>的个数 --- O(1)
Set
Set是一种没有重复元素的集合，常用的实现是HashSet。
- 构造
Set<Integer> set = new HashSet<>();
List<Integer> list = new ArrayList<>....;
Set<Integer> set = new HashSet<>(list);
- add
.add(E e); // 在集合中添加元素E e， 若成功添加则返回true，若集合中有元素e则返回false --- O(1)
- remove
remove(E e); // 在集合中删除元素e，若删除成功返回true；若集合中没有元素e，返回false --- O(1)
- contains
contains(E e); // 若存在元素e，则返回true，否则返回false --- O(1)
- isEmpty
isEmpty() // 若集合为空返回true， 否则返回false --- O(1)
- size
size() // 返回集合中中元素个数 --- O(1)
- first
复制代码
first() // 返回集合里的最小值（若给了比较器从大到小则是返回最大值）
- last
last() // 返回集合里的最大值（若给了比较器从大到小则是返回最小值）
字符串String
不可变量(相当于只读final修饰)，每个位置元素是个char。
- 初始化
字符串复制初始化
String s = ``"abc"``;
基于另外一个字符串
// s = "abc"``String s2 = ``new` `String(s);
基于char[]
// s = "abc";
// Char[] c = s.toCharArray();
String s3 = new String(c);
// 可以偏移
// public String(char value[] int offset int count)
String s4 = new String(c 1 2); // [offset offset count) [)
// 把char[] 变成字符串
char[] ch = {'a' 'b' 'c'};
String.valueOf(ch);
- charAt
charAt(int index); // 返回index位置的char --- O(1)
- length
length(); // 返回字符串长度 --- O(1)
- substring
substring(int beginIndex int endIndex); // 返回字符片段[beginIndex endIndex) --- O(n)
substring(int beginIndex); // 返回字符片段[beginIndex end_of_String) 就是从beginIndex开始后面的 ---- O(n)
- indexOf
indexOf(String str) // 返回str第一个出现的位置(int)，没找到则返回-1。 --- O(m * n) m为原串长度， n为str长度
// (假如要找一个字符char c，str可以表示成String.valueOf(c) 然后作为参数传进去.
s.indexOf(String str int fromIndex); // 同上，但从fromIndex开始找 --- O(m * n)
- lastIndexOf
lastIndexOf(String str); // 返回str最后出现的位置(int)，没找到则返回-1。 --- O(m * n) m为原串长度， n为str长度
// (假如要找一个字符char c，str可以表示成String.valueOf(c) 然后作为参数传进去.
lastIndexOf(String str int fromIndex); // 同上，
//但从fromIndex开始从后往前找 [0 <- fromIndex] --- O(m * n)
- replace
replace(char oldChar char newChar); // 返回一个新字符串String，其oldChar全部变成newChar --- O(n)
- toCharArray
toCharArray(); // 返回char[] 数组。 把String编程字符数组 --- O(n)
- trim
trim(); // 返回去除前后空格的新字符串 --- O(n)
- split
split(String regex); // 返回 String[]，以regex(正则表达式)分隔好的字符换数组。 ---- O(n)
// For example
// 从非"/"算起 若"/a/c" -> 会变成"" "a" "c"
String[] date = str.split("/"); // date[0]:1995 date[1]:12 date[2]:18 --- O(n)
- toLowerCase toUpperCase
s = s.toLowerCase(); // 返回一个新的字符串全部转成小写 --- O(n)
s = s.toUpperCase(); // 返回一个新的字符串全部转成大写 --- O(n)
StringBuilder
由于String是所谓的不可变类，使用 str 这种形式拼接字符串实际上，是JVM帮助循环创建StringBuilder来拼接，所以拼接字符串最好用StringBuilder。
- 构造
StringBuilder sb = new StringBuilder();
- charAt
charAt(int index); // 返回index位置的char --- O(1)
- length
length(); // 返回缓冲字符串长度 --- O(1)
- apped
append(String str) // 拼接字符串 --- O(n)
- toString
toString(); // 返回一个与构建起或缓冲器内容相同的字符串 --- O(n)
数学最大最小值
在一些题目里，需要用到最大，最小值，Java中各个数据类型的最大最小值定义如下：
fmax = Float.MAX_VALUE;
fmin = Float.MIN_VALUE;
dmax = Double.MAX_VALUE;
dmin = Double.MIN_VALUE;
bmax = Byte.MAX_VALUE;
bmin = Byte.MIN_VALUE;
cmax = Character.MAX_VALUE;
cmin = Character.MIN_VALUE;
shmax = Short.MAX_VALUE;
shmin = Short.MIN_VALUE;
imax = Integer.MAX_VALUE;
imin = Integer.MIN_VALUE;
lmax = Long.MAX_VALUE;
lmin = Long.MIN_VALUE;
Math
- max
Math.max(long a long b); //返回两个参数中较大的值
- sqrt
Math.sqrt(double a); //求参数的算术平方根
- abs
Math.abs(double a); //返回一个类型和参数类型一致的绝对值
- pow
Math.pow(double a double b); //返回第一个参数的第二个参数次方。
- ceil
Math.ceil(double x); //向上取整
- floor
Math.floor(double x); //向下取整
- round
Math.round(double x); //四舍五入
