【算法】数据结构与算法基础总览（中）——刷Leetcode等算法题时一些很实用的jdk辅助方法锦集

最近重新学习数据结构与算法以及刷leetcode算法题时，发现不少jdk自带的方法可以提升刷题的效率。这些小技巧不仅仅对刷算法题带来便利，对我们平时开发也是很有帮助的。本文以java语言为基础，记录了目前已经使用或看到过的一些小技巧，后续在刷题过程中，还会持续更新。

一、数组

1、使用Arrays.sort(int[] a)进行排序

底层采用的是快速排序算法实现的：时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度O(logn)，不稳定。默认是从小到大排序。

int[] arr = new int[]{2, 9, 6, 8, 4, 3};
Arrays.sort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));

打印结果：

[2, 3, 4, 6, 8, 9]

参数可以是其它基本数据类型，也可以是自定义类型，可以通过使用Comparator比较器来自定义排序顺序。

例如，降序排列：

1 Integer[] arr = new Integer[]{2, 9, 6, 8, 4, 3};
2 Arrays.sort(arr, new Comparator<Integer>() {
3     @Override
4     public int compare(Integer t0, Integer t1) {
5         return t1 - t0;
6     }
7 });
8 System.out.println(Arrays.toString(arr));

打印结果：

[9, 8, 6, 4, 3, 2]

2、使用Arrays.toString(int[] arr)将数组组合成字符串

内部是通过StringBuilder + for 循环来实现的，该方法可以方便调试查看数组的值，而无需自己手动来组装字符串。

int[] arr = new int[]{2, 9, 6, 8, 4, 3};
System.out.println(Arrays.toString(arr));

打印结果：

[2, 9, 6, 8, 4, 3]

同样，该方法的参数数组类型可以是其它数据类型。

3、使用Arrays.fill()一次性给数组填充指定值

有时候我们需要将数组中的所有元素都初始化填充为指定值，一般的做法是通过循环来一一赋值，这样做显然不够简洁。所幸，java sdk中提供了简洁的方法来一步实现，如下所示：

int[] arr = new int[10];
Arrays.fill(arr,1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));

打印结果：

[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

实际上fill()内部实现也是通过for循环一一赋值的，但对开发者使用而言，确实简洁了很多。

二、ArrayList

1、使用构造函数或者addAll将一个集合中的内容添加到新的ArrayList中

//构造函数
public ArrayList(Collection<? extends E> c)
//addAll方法
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) 

内部实现原理：ArrayList内部维护了一个数组，无论是使用构造函数还是addAll方法，都是将给定集合中的元素复制到该数组中。

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
List<Integer> newList1 = new ArrayList<>(list);
System.out.println(newList1);
List<Integer> newList2 = new ArrayList<Integer>();
newList2.addAll(list);
System.out.println(newList2);

打印结果：

[1, 2, 3]
[1, 2, 3]

2、ArrayList与数组互相转化

（1）使用list.toArray()将ArrayList转为数组

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
Object[] a = list.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(a));

打印结果：

[1, 2, 3]

（2）使用Arrays.asList(数组) 将数组转为ArrayList

Integer[] arr = new Integer[]{2, 9, 6, 8, 4, 3};
List<Integer> arrList = Arrays.asList(arr);
System.out.println("size=" + arrList.size() + ";arrList=" + arrList);

打印结果：

size=6;arrList=[2, 9, 6, 8, 4, 3]

3、使用Collections.reverse(list) 倒转ArrayList中的元素

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
Collections.reverse(list);
System.out.println(list);

打印结果：

[3, 2, 1]

4、使用Set来过滤具有相同元素的list

Set<List<String>> set = new HashSet<>();
List<String> list1 = Arrays.asList("a", "b");
List<String> list2 = Arrays.asList("a", "b");
set.add(list1);
set.add(list2);
System.out.println(list1 == list2);
System.out.println(set);

打印结果：

false
[[a, b]]

从打印结果可知，list1和list2不是同一个对象，但其中包含的元素一样（内容和顺序都一样），Set就只会保存第一个加入的list。目前只发现set中添加的List对象时有这个特性，如果使用数组，或者StringBuilder等引用型对象就不生效，且如果两个list中元素顺序不一致，也不会有过滤效果。

三、HashMap

1、在new HashMap对象时，初始化其中的内容

public Map<String, String> map = new HashMap() {
        {
            put("k1", "v1");
            put("k2", "v2");
        }
    };

System.out.println(map);

打印结果：

{k1=v1, k2=v2}

使用该方法后，就不用专门在某个方法中通过put来添加内容，无疑，在很多场景下可以带来不少便利。

2、类似于ArrayList类，HashMap也可以通过构造函数或者putAll()方法，一次将已知的hashMap内容添加进来：

//方式一（map为上一节中的对象）：
Map<String,String> newMap = new HashMap(map);
//方式二：
Map<String,String> newMap = new HashMap();
newMap.putAll(map);

System.out.println(newMap);

打印结果：

{k1=v1, k2=v2}

四、字符串

1、按照多个空格，对字符串进行分割：split(“\\s+”)或者split(" +")

例如：

String s = "leetcode    is     very     good!";
String[] arr = s.split("\\s+"); //或者s.split(" +");
System.out.println(Arrays.toString(arr));

打印结果：

[leetcode, is, very, good!]

2、去掉字符串首尾空字符串：trim()

1 String s = "  ab cd   ";
2 Sytem.out.println(s.trim());

打印结果：

ab cd

3、拼接字符串：join()

1 String[] strArray = {"ab","cd","ef"};
2 System.out.println(String.join(" ",strArray));

打印结果：

ab cd ef

这里将数组组合成字符串，用“ ”连接。join的第一个参数可以替换其它的连接符号，第二个参数除了使用数组外，还可以使用LIst，Deque等集合对象

五、位运算

机器世界计算和存储最终使用的数据格式都是二进制，采用位运算可以更加贴近机器语言，提高计算效率（当今计算机新能如此强的情况下，一些小范围使用位运算提升的效率看起来肯定是微乎其微，不过使用位运算逼格肯定提升一个档次~~）。

1、判断奇偶

以往判断奇偶采用的都是 x % 2 == 1 和 x % 2 == 0 ，这里我们可以使用&运算来判断：

(x & 1) == 1 // 说明x为奇数
(x & 1) == 0 // 说明x为偶数

例如：

System.out.println("5是奇数吗？：" + ((5 & 1) == 1));
System.out.println("5是偶数吗？：" + ((5 & 1) == 0));
System.out.println("4是奇数吗？：" + ((4 & 1) == 1));
System.out.println("4是偶数吗？：" + ((4 & 1) == 0));

打印结果：

5是奇数吗？：true
5是偶数吗？：false
4是奇数吗？：false
4是偶数吗？：true

2、除以2

以往一个数x除以2的计算方式是x / 2，这里采用位运算的方式为：

x >> 1;//右移1位，表示除以2
x << 1;//左移1位，表示乘以2

例如：

System.out.println(5 >> 1);
System.out.println(5 << 1);

打印结果为：

2
10   

（持续完善中......）