Java基础学习笔记07
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2024-03-15 20:29:00
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今日内容介绍
1、循环练习(奇数求和、水仙花数等)
2、ASCII编码表
2、数组方法练习
01奇数求和练习
* A: 奇数求和练习
* a: 题目要求: 编写程序求 1+3+5+7+……+99 的和值
* b: 题目分析
* 为了记录累加和的值，我们需要定义一个存储累加和的变量
* 我们要获取到1-100范围内的数
* 判断当前数是否为奇数，是奇数，完成累加和操作
* 累加完毕后，最终显示下累加和的值
* c: 解题步骤
* 定义一个用来记录累加和的变量
* 使用for循环语句，完成1-100之间每个数的获取
* 使用if条件语句，判断当前数是否是奇数，是奇数，进行累加和操作
* 使用输出语句，打印累加和变量的值
* d: 案例代码
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if (i%2==1) {
sum += i;
}
}
System.out.println("累加和的值 " + sum);
}
}
02水仙花练习功能实现
* A: 水仙花练习功能实现
* a: 题目要求: 输出所有的水仙花数，所谓水仙花数是指一个数3位数，其每位数字立方和等于其本身，如153 = 1*1*1 + 3*3*3 + 5*5*5
* a: 题目分析:
* 明确什么样的数就是水仙花数。水仙花数是指一个3位数（100-999之间），其每位数字立方之和等于该3位数本身。
如153 = 1*1*1 + 3*3*3 + 5*5*5，即 3位数本身 = 百位数立方 + 十位数立方 + 个位数立方;
* 获取水仙花范围内的所有3位数（100-999之间的每个3位数）
* 判断该3位数是否满足水仙花数，满足，打印该3位数
* b: 解题步骤
* 使用for循环，得到100-999之间的每个3位数
* 获取3位数中百位数字、十位数字、个位数字
* 使用if条件语句，判断该3位数是否满足水仙花数，满足，使用输出语句，打印该3位数
* c: 案例代码
public class Test {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 100; i < 1000; i++) {
int bai = i/100%10; //获取百位数
int shi = i/10%10; //获取十位数
int ge = i%10; //获取各位数
// 判断是否满足水仙花条件
if (i == bai*bai*bai + shi*shi*shi + ge*ge*ge) {
System.out.println(i);
}
}
}
}
03ASCII编码表
* A: ASCII编码表---美国
* a: 英文全称
* American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换代码；
* b: ASCII编码表由来
* 计算机中，所有的数据在存储和运算时都要使用二进制数表示；
* a、b、c、d这样的52个字母（包括大写）、以及0、1等数字还有一些常用的符号, 在计算机中存储时也要使用二进制数来表示；
* 具体用哪些二进制数字表示哪个符号，当然每个人都可以约定自己的一套（这就叫编码）；
* 大家如果要想互相通信而不造成混乱，那么大家就必须使用相同的编码规则，于是美国有关的标准化组织就出台了ASCII编码，统一规定了上述常用符号用哪些二进制数来表示。
* 如图：
* 字符中重要的ASCII码对应关系：
* 字母a-z对应ASCII编码十进制为97-122
* 字母A-Z对应ASCII编码十进制为65-90
* 数字0-9对应ASCII编码十进制为48-57
* c：ASCII编码表是最初的计算机字符编码
* B: 中文编码表----中国
* GB2312 最早制定的汉字编码是GB2312（GB 就是国标的意思）
* GBK
* C: 欧洲国家使用的编码标准
* ISO-8859-1
* D: 国际编码表
* UNICODE
* UTF-8
* UTF-16
04char类型的存储
* A: char类型的存储
* a: char取值范围
* short:占两个字节 有符号数据 取值范围-32768-32767
* char: 占两个字节 无符号数据 取值范围0-65536
* 代码案例：
public class ASCIIDemo{
public static void main(String[] args){
//编译失败：char取值范围是0-65535, 无符号的数据类型
//char m = -1;
}
}
* b: char类型转换
* char类型的数据参加运算时要先装换成int数据类型
* 案例代码
/*
Java中字符 数据类型 char 两个字节
Java中整数 数据类型 int 四个字节
char转成int类型的时候 自动类型装换 char数据类型,会先查询编码表,得到对应整数
int转成char类型的时候 强制转换装换 int数据类型,会先查询编码表,得到对应字符
char存储汉字,查询Unicode编码表
*/
public class ASCIIDemo{
public static void main(String[] args){
char c = 'a';
int i = c + 1; //从ASCII编码表找到c对应数值 + 1
System.out.println(i); //98
int j = 90;
char h = (char)j;//从ASCII编码表找到90对应字符
System.out.println(h);
System.out.println( (char)6 );
char k = '你'; //char存储汉字,查询Unicode编码表
System.out.println(k);
}
}
05输出所有英文字母(大小写)
* A: 输出所有英文字母
* a: 题目分析
* 一共26个大小写字母，那么，可以考虑循环26次。在每次循环中，完成指定字母的大小写打印
* 找出ABCDEFG…XYZ这些字母之间的变化规律
通过ASCII表发现，后面的字母比它前面的字母，ASCII码值大1
下一个字母 = 上一个字母 + 1
如： A B C D
65 66 67 68
* 在每次循环中打印上一个字母大小写，并指定下一个字母
* b: 解题步骤
* 定义初始化大写变量，值为’A’； 初始化小写变量，值为’a’
* 使用for循环，进行26次循环
* 在每次循环中，打印大写字母、小写字母。
每次打印完成后，更新大写字母值、小写字母值
* c: 案例代码
public class Test {
public static void main(String[] args) {
char da = 'A';
char xiao = 'a';
for (int i = 0; i < 26; i++) {
System.out.println("大写字母 "+da+" ,小写字母 "+xiao);
da++; //更新大写字母值
xiao++; //更新小写字母值
}
}
}
0699乘法表的分析
* A: 99乘法表的分析
* a: 打印格式
1*1=1
1*2=2 2*2=4
1*3=3 2*3=6 3*3=9
* b: 题目分析
通过观察发现，如果把1*1=1这样的内容 看做一颗*的话，那么打印结果就成了如下效果：
*
**
***
****
…
这样，就是打印9行星，每行打印星的个数与当前行数相等。
再观察“1*3=3 2*3=6 3*3=9”得出它们如下的变化规律：
每行第n次 +"*"+ 行号 +"="+ 每行第n次 * 行号
如: 1 +"*"+ 2 +"="+ 1*2; // 相当于1*2=2
2 +"*"+ 2 +"="+ 2*2; // 相当于2*2=4
* c: 解题步骤
* 定义一个外层for循环，初始值从1开始，循环9次。用来控制打印的行数
* 在外层for循环内部，定义一个for循环，初始值从1开始，循环次数与当前行数相等。用来完成每行打印指定次数的乘法公式 如1*1=1
* 在内层for循环中，完成每行指定次数的乘法公式打印 如1*1=1
System.out.print(k +"*"+ j +"="+ j*k +"\t");
// 变量k代表：每行中的第n次
// 变量j代表：行号
* 在外循环中，当每行指定次数的乘法公式打印完毕后，通过System.out.println()切换到下一行。
这样，再次打印乘法公式时，就在下一行输出打印了
* 图片:
* d: 代码案例
/*
利用嵌套for循环,实现99乘法表示
实现步骤:
1. 定义外循环控制行数
2. 内循环控制个数,个数,每次都在递增
3. 循环中输出,乘法表的格式 1*3=3
*/
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
for (int j = 1; j < 10; j++) {
for (int k = 1; k <= j; k++) {
System.out.print(k +"*"+ j +"="+ j*k +"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
08定义打印数组元素方法,按照给定的格式打印[11, 33, 44, 22, 55]
* A: 实现数组的遍历
* a: 题目分析
* 通过循环，我们可以完成数组中元素的获取，数组名[索引]
* 观察发现，每个数组元素之间加入了一个逗号”,”进行分隔；并且，整个数组的前后有一对中括号”[]”包裹数组所有元素。
* b: 解题步骤
* 使用输出语句完成打印 左边的中括号”[”
* 使用循环，输出数组元素值。输出元素值分为两种情况，如下：
* 最后一个数组元素，加上一个右边的中括号”]”
* 非最后一个数组元素，加上一个逗号”,”
* c: 案例代码
/*
定义方法,实现数组的遍历
*输出结果 [11, 33, 44, 22, 55]
实现步骤:
1. 定义方法实现数组的遍历
2. 先打印 "[" 中括号
3. 遍历数组
a)最后一个数组元素，加上一个右边的中括号 "]"
b)非最后一个数组元素，加上一个逗号 ","
*/
public class ArrayMethodTest{
public static void main(String[] args){
int[] arr = {11, 33, 44, 22, 55};
printArray(arr);
}
/*
定义方法:打印数组
返回值 void
方法参数 数组
*/
public static void printArray(int[] arr) {
System.out.print("[");
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (i == arr.length - 1) {
System.out.println(arr[i]+"]");
} else {
System.out.print(arr[i]+", ");
}
}
}
}
09数组逆序原理
* A: 数组逆序原理
* a: 图解
* b: 题目分析
* 通过观察发现，本题目要实现原数组元素倒序存放操作。即原数组存储元素为{11,22,33,44}，
逆序后为原数组存储元素变为{44,33,22,11}。
* 通过图解发现，想完成数组元素逆序，其实就是把数组中索引为start与end的元素进行互换。
* 每次互换后，start索引位置后移，end索引位置前移，再进行互换;
* 直到start位置超越了end位置，互换结束，此时，数组元素逆序完成。
* c: 解题步骤
* 定义两个索引变量start值为0，变量end值为数组长度减去1（即数组最后一个元素索引）
* 使用循环，完成数组索引start位置元素与end位置元素值互换。
* 在循环换过程中，每次互换结束后，start位置后移1，end位置前移1
* 在循环换过程中，最先判断start位置是否超越了end位置，若已超越，则跳出循环。
* d: 代码案例
/*
数组逆序功能:
数组中的元素,进行位置上的交换
逆序 不等于 反向遍历
就是数组中最远的两个索引,进行位置交换,实现数组的逆序
使用的是数组的指针思想,就是变量,思想,可以随时变换索引
反转 reverse
实现步骤:
1. 定义方法,实现数组的逆序
2. 遍历数组
实现数组的最远索引换位置
使用临时的第三方变量
*/
public class ArrayMethodTest{
public static void main(String[] args){
int[] arr = {44,33,22,11};
//调用数组的逆序方法
reverse(arr);
//看到数组的元素,遍历
printArray(arr);
}
/*
定义方法：实现数组的逆序
返回值: 没有返回值
参数: 数组
*/
public static void reverse(int[] arr){
//利用循环,实现数组遍历,遍历过程中,最远端换位
//for的第一项,定义2个变量, 最后,两个变量++ --
for (int start = 0, end = arr.length-1; start < end; start++,end--) {
//对数组中的元素,进行位置交换
//start索引和end索引的元素交换
//定义临时变量,保存start索引对应元素
int temp = arr[start];
//end索引上的元素,赋值给start索引
arr[start] = arr[end];
//临时变量,保存的数据,赋值到end索引上
arr[end] = temp;
}
}
/*
定义方法:打印数组
返回值 void
方法参数 数组
*/
public static void printArray(int[] arr) {
System.out.print("[");
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (i == arr.length - 1) {
System.out.println(arr[i]+"]");
} else {
System.out.print(arr[i]+", ");
}
}
}
}
11选择排序原理
* A: 选择排序原理
* a: 图解
* b: 题目分析(图解见day07_source/选择排序原理.JPG)
* 通过观察发现，本题目要实现把数组元素{13,46,22,65,3}进行排序
* 提到数组排序，就要进行元素值大小的比较，通过上图发现，我们想完成排序要经过若干次的比较才能够完成。
* 上图中用每圈要比较的第一个元素与该元素后面的数组元素依次比较到数组的最后一个元素，把小的值放在第一个数组元素中，数组循环一圈后，则把最小元素值互换到了第一个元素中。
* 数组再循环一圈后，把第二小的元素值互换到了第二个元素中。按照这种方式，数组循环多圈以后，就完成了数组元素的排序。这种排序方式我们称为选择排序。
* c: 解题步骤
* 使用for循环（外层循环），指定数组要循环的圈数（通过图解可知，数组循环的圈数为数组长度 - 1）
* 在每一圈中，通过for循环（内层循环）完成数组要比较的第一个元素与该元素后面的数组元素依次比较到数组的最后一个元素，把小的值放在第一个数组元素中
* 在每一圈中，要参与比较的第一个元素由第几圈循环来决定。如上图所示
* 进行第一圈元素比较时，要比较的第一个元素为数组第一个元素，即索引为0的元素
* 进行第二圈元素比较时，要比较的第一个元素为数组第二个元素，即索引为1的元素
* 依次类推，得出结论：进行第n圈元素比较时，要比较的第一个元素为数组第n个元素，即数组索引为n-1的元素
* d: 代码案例
//选择排序方法
public static void selectSort(int[] arr) {
//外层循环用来控制数组循环的圈数
for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
//内层循环用来完成元素值比较，把小的元素值互换到要比较的第一个元素中
for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
if (arr[i] > arr[j]) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
}
13冒泡排序原理
* A: 冒泡排序功能实现
* a: 图解
* b: 题目分析
* 通过观察发现，本题目要实现把数组元素{13,46,22,65,3}进行排序
* 提到数组排序，就要进行元素值大小的比较，通过上图发现，我们想完成排序要经过若干次的比较才能够完成。
* 上图中相邻的元素值依次比较，把大的值放后面的元素中，数组循环一圈后，则把最大元素值互换到了最后一个元素中。
数组再循环一圈后，把第二大的元素值互换到了倒数第二个元素中。按照这种方式，数组循环多圈以后，
就完成了数组元素的排序。这种排序方式我们称为冒泡排序。
* c: 解题步骤
* 使用for循环（外层循环），指定数组要循环的圈数（通过图解可知，数组循环的圈数为数组长度 - 1）
* 在每一圈中，通过for循环（内层循环）完成相邻的元素值依次比较，把大的值放后面的元素中
* 每圈内层循环的次数，由第几圈循环来决定。如上图所示
* 进行第一圈元素比较时，内层循环次数为数组长度 - 1
* 进行第二圈元素比较时，内层循环次数为数组长度 - 2
* 依次类推，得出结论：进行第n圈元素比较时，内层循环次数为数组长度 - n
* d: 案例代码
/*
数组的排序: 一般都是升序排列,元素,小到大的排列
两种排序的方式
选择排序: 数组的每个元素都进行比较
冒泡排序: 数组中相邻元素进行比较
规则: 比较大小,位置交换
*/
public class ArrayMethodTest{
public static void main(String[] args){
int[] arr = {3,1,4,2,56,7,0};
//调用选择排序方法
//selectSort(arr);
//调用冒泡排序方法
bubbleSort(arr);
printArray(arr);
}
/*
定义方法：冒泡排序方法
返回值 没有
参数 数组
*/
public static void bubbleSort(int[] arr){
for(int i = 0 ; i < arr.length - 1; i++){
//每次内循环的比较,从0索引开始, 每次都在递减
for(int j = 0 ; j < arr.length-i-1; j++){
//比较的索引,是j和j+1
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}
//选择排序方法
public static void selectSort(int[] arr) {
//外层循环用来控制数组循环的圈数
for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
//内层循环用来完成元素值比较，把小的元素值互换到要比较的第一个元素中
for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
if (arr[i] > arr[j]) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
/*
打印数值
返回值 void
方法参数 数组
*/
public static void printArray(int[] arr){
//输出一半中括号,不要换行打印
System.out.print("[");
//数组进行遍历
for(int i = 0 ; i < arr.length ; i++){
//判断遍历到的元素,是不是数组的最后一个元素
//如何判断 循环变量 到达 length-1
if( i == arr.length-1 ){
//输出数组的元素和]
System.out.print(arr[i]+"]");
}else{
//不是数组的最后一个元素,输出数组元素和逗号
System.out.print(arr[i]+",");
}
}
System.out.println();
}
}
14数组二分查找(折半查找)原理
* A: 数组的折半查找原理(图解见day07_source/折半查找原理.JPG)
* a: 图解
* b: 题目分析
* 简析：在一个数组中,找一个元素,是否存在于数组中,如果存在,就返回索引
* 通过观察发现，本题目要实现查找指定数值在元素有序的数组中存储的位置（索引），返回该位置（索引）。
* 我们使用数组最中间位置的元素值与要查找的指定数值进行比较，若相等，返回中间元素值的索引
* 最中间位置的元素值与要查找的指定数值进行比较，若不相等，则根据比较的结果，缩小查询范围为上次数组查询范围的一半；
再根据新的查询范围，更新最中间元素位置，然后使用中间元素值与要查找的指定数值进行比较
比较结果相等，返回中间元素值的索引
比较结果不相等，继续缩小查询范围为上次数组查询范围的一半，更新最中间元素位置，继续比较，依次类推。
* 当查询范围缩小到小于0个元素时，则指定数值没有查询到，返回索引值-1。
* c: 解题步骤
* 定义3个用来记录索引值的变量，变量min记录当前范围最小索引值，初始值为0；变量max记录当前范围最大索引值，初始值为数组长度-1；变量mid记录当前当前范围最中间元素的索引值，初始值为(min+max) / 2
* 使用循环，判断当前范围下，最中间元素值与指定查找的数值是否相等
若相等，结束循环，返回当前范围最中间元素的索引值mid
若不相等，根据比较结果，缩小查询范围为上一次查询范围的一般
中间元素值 比 要查询的数值大，说明要查询的数值在当前范围的最小索引位置与中间索引位置之间，此时，更新查询范围为:
范围最大索引值 = 上一次中间索引位置 -1；
中间元素值 比 要查询的数值小，说明要查询的数值在当前范围的最大索引位置与中间索引位置之间，此时，更新查询范围为:
范围最小索引值 = 上一次中间索引位置 +1；
在新的查询范围中，更新中间元素值的位置，再次使用最中间元素值与指定查找的数值是否相等。
中间索引值 = (范围最小索引值 +范围最大索引值) / 2;
* 每次查询范围缩小一半后，使用if语句判断，查询范围是否小于0个元素，若小于0个元素，则说明指定数值没有查询到，返回索引值-1。
* d: 代码案例
/*
数组的查找功能
在一个数组中,找一个元素,是否存在于数组中,如果存在,就返回索引
普通查询:
找到元素在数组中出现的索引,如果没有这个 元素,结果就是负数
*/
public class ArrayMethodTest{
public static void main(String[] args){
int[] arr = {1,3,5,7,9,11,15};
int index = binarySearch(arr,10); //调用折半查找方法
System.out.println(index);
}
/*
定义方法 折半查找
返回值 索引
参数 数组,被找的元素
实现步骤:
1. 需要的变量定义
三个,三个指针
2. 进行循环折半
可以折半的条件 min <= max
3. 让被找元素,和中间索引元素进行比较
元素 > 中间索引 小指针= 中间+1
元素 < 中间索引 大指针= 中间-1
元素 == 中间索引 找到了,结束了,返回中间索引
4. 循环结束,无法折半
元素没有找到 ,返回-1
*/
public static int binarySearch(int[] arr, int key){
//定义三个指针变量
int min = 0 ;
int max = arr.length -1 ;
int mid = 0;
//循环折半,条件 min<=max
while( min <= max){
//公式,计算中间索引
mid = (min+max)/2;
//让被找元素,和中间索引元素进行比较
if(key > arr[mid]){
min = mid + 1;
}else if (key < arr[mid]){
max = mid - 1;
}else{
//找到元素,返回元素索引
return mid;
}
}
return -1;
}
/*
定义方法 实现数组的普通查询
返回值 索引
参数 数组, 被找的元素
实现步骤:
1. 遍历数组
2. 遍历过程中,使用元素和数组中的元素进行比较
如果相同,返回元素在数组中的索引
如果不同,返回负数
*/
public static int search(int[] arr, int key){
//遍历数组
for(int i = 0 ; i < arr.length ; i++){
//数组元素,被查找的元素比较
if(arr[i] == key){
//返回索引
return i;
}
}
return -1;
}
}