为了更好地理解这个题意,我们先来看下具体内容:生成一个 1-100 的随机数组,但数组中的数字不能重复,即位置是随机的,但数组元素不能重复。
在这里呢,没有给我们规定数组的长度,我们可以让它是 1-100 之间的任意长度。
接下来让我们看一下几种实现方法并对这几种方法作个对比。
通常我们会使用 ArrayList 或数组来实现,先来看下 ArrayList 实现过程,如下面代码所示:
- import java.util.ArrayList;
- import java.util.Random;
- /** * 使用ArrayList实现 * @Description: * @File: Demo.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:16:55 * @Version V1.0 */
- public class Demo {
- public static void main(String[] args) {
- Object[] values = new Object[20];
- Random random = new Random();
- ArrayList list = new ArrayList();
- for (int i = 0; i < values.length; i++) {
- int number = random.nextInt(100) + 1;
- if (!list.contains(number)) {
- list.add(number);
- }
- }
- values = list.toArray(); // 遍历数组并打印数据 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } }}
使用数组实现的过程如下所示代码:
- import java.util.Random;
- /** * 使用数组实现 * @Description: * @File: Demo4.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:27:38 * @Version V1.0 */
- public class Demo4 {
- public static void main(String[] args) {
- int[] values = new int[20];
- Random random = new Random();
- for (int i = 0; i < values.length; i++) {
- int number = random.nextInt(100) + 1;
- for (int j = 0; j <= i; j++) {
- if (number != values[j]) {
- values[i] = number;
- }
- }
- } // 遍历数组并打印数据 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } }}
上面这两个实现过程效率比较低的。因为在每次添加时都要去遍历一下当前列表中是否存在这个数字,时间复杂度是 O(N^2)。我们可以这样思考一下:既然涉及到无重复,我们可以想一下 HashSet 和 HashMap 的功能。HashSet 实现 Set 接口,Set 在数学上的定义就是无重复,无次序的集合。而 HashMap 实现 Map,也是不允许重复的 Key。这样我们可以使用 HashMap 或 HashSet 来实现。
在使用 HashMap 实现时,只需要将它的 key 转化成数组就 Ok 了,如下代码:
- import java.util.HashMap;
- import java.util.Iterator;
- import java.util.Random;
- import java.util.Map.Entry;
- /** * 使用HashMap实现 * @Description: * @File: Demo.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:12:50 * @Version V1.0 */
- public class Demo {
- public static void main(String[] args) {
- int n = 0;
- Object[] values = new Object[20];
- Random random = new Random();
- HashMap hashMap = new HashMap(); // 生成随机数字并存入HashMap for(int i = 0;i < values.length;i++){ int number = random.nextInt(100) + 1; hashMap.put(number, i); } // 从HashMap导入数组 values = hashMap.keySet().toArray(); // 遍历数组并打印数据 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } // Iterator iter = hashMap.entrySet().iterator();// // 遍历HashMap// while (iter.hasNext()) {// Entry entry = (Entry)iter.next();// int key = entry.getKey();// n++;// // System.out.print(key + "\t");// // if(n % 10 == 0){// System.out.println("\n");// }// } }}
由于 HashSet 和 HashMap 的关系太近了,HashSet 在底层就是用 HashMap 来实现的,只不过没有 Value 的集合,只有一个 Key 的集合,所以也可使用 HashSet 来实现,如下代码:
- import java.util.HashSet;
- import java.util.Random;
- /** * 使用HashSet实现 * @Description: * @File: Test.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:11:41 * @Version V1.0 */
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- Random random = new Random();
- Object[] values = new Object[20];
- HashSet hashSet = new HashSet(); // 生成随机数字并存入HashSet for(int i = 0;i < values.length;i++){ int number = random.nextInt(100) + 1; hashSet.add(number); } values = hashSet.toArray(); // 遍历数组并打印数据 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } }}
这样实现效率稍微好些。如果给我们限定了数组的长度,只需要变换下 for 循环,设置成 whlie 循环就可以了。如下所示:
- import java.util.HashSet;
- import java.util.Random;
- /** * 使用HashSet实现 * @Description: * @File: Test.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午05:11:41 * @Version V1.0 */
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- Random random = new Random();
- Object[] values = new Object[20];
- HashSet hashSet = new HashSet(); // 生成随机数字并存入HashSet while(hashSet.size() < values.length){ hashSet.add(random.nextInt(100) + 1); } values = hashSet.toArray(); // 遍历数组并打印数据 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } }}
我们可以把数组的长度设置成 100,检验下运行效果,如下图所示:
以上几种相比较而言,使用 HashMap 的效率是比较高的,其实是 HashSet,再次是数组,最后是 ArrayList。如果我们生成 10000 个数据将会发现,使用 HashMap 花费时间是:0.05s,HashSet 是 0.07s,数组是:0.20s,而 ArrayList 是 0.25s。有兴趣的可以设置下时间查看一下。
当然了,除了使用 HashMap 实现外,还有其它高效的方法。比如,我们可以把 1-100 这些数字存储在一个数组中,然后在 for 循环中随机产生两个下标,如果这两个下标不相等的话,可以交换数组中的元素,实现过程如下所示:
- import java.util.Random;
- /** * 随机调换位置实现 * @Description: * @File: Demo4.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:54:06 * @Version V1.0 */
- public class Demo4 {
- public static void main(String[] args) {
- int values[] = new int[100];
- int temp1,
- temp2,
- temp3;
- Random r = new Random();
- for (int i = 0; i < values.length; i++) {
- values[i] = i + 1;
- } //随机交换values.length次 for(int i = 0;i < values.length;i++){ temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生一个位置 temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生另一个位置 if(temp1 != temp2){ temp3 = values[temp1]; values[temp1] = values[temp2]; values[temp2] = temp3; } } // 遍历数组并打印数据 for(int i = 0;i < 20;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } }}
这种方法也是比较高效的,如果生成 10000 个数据,那么它所用的时间是 0.054s。
在数组中利用坐标来实现的基础上可以变换更多相关的解决方法,具体地可以查阅相关资料。
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