大家好,我是老三,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
数组就不用多说什么了,大家最熟悉的数据结构。
Arrays
Arrays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() // 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 |
栈
Java中定义了Stack
接口,实现类是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) • 1
- size
isEmpty() // 若集合为空返回true, 否则返回false --- O(1)
- first
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) • 1
- 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
“简单的事情重复做,重复的事情认真做,认真的事情有创造性地做!”——
我是
三分恶
,一个能文能武的全栈开发。
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