Java アルゴリズム

このチュートリアルでは、例を使用して、Java コレクションフレームワークによって提供されるさまざまなアルゴリズムについて学習します。

Java コレクションフレームワークは、データ構造に格納された要素を操作するために使用できるさまざまなアルゴリズムを提供します。

Java のアルゴリズムは、コレクションに対してさまざまな操作を実行するために使用できる静的メソッドです。

アルゴリズムはさまざまなコレクションで使用できるため、ジェネリックアルゴリズムとも呼ばれます。 .

コレクションフレームワークで利用可能なさまざまなメソッドの実装を見てみましょう。

1. sort() を使用した並べ替え

sort() コレクションフレームワークによって提供されるメソッドは、要素の並べ替えに使用されます。たとえば、

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

class Main {
    public static void main(String[] args) {

        // Creating an array list
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();

        // Add elements
        numbers.add(4);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        System.out.println("Unsorted ArrayList: " + numbers);

        // Using the sort() method
        Collections.sort(numbers);
        System.out.println("Sorted ArrayList: " + numbers);

    }
}

出力

Unsorted ArrayList: [4, 2, 3]
Sorted ArrayList: [2, 3, 4]

ここでは、ソートは自然な順序 (昇順) で行われます。ただし、sort() のソート順はカスタマイズできます。 Comparator インターフェイスを使用する方法 .

詳細については、Java Sorting をご覧ください。

2. shuffle() を使用したシャッフル

shuffle() Java コレクションフレームワークのメソッドは、データ構造に存在するあらゆる種類の順序を破棄するために使用されます。並べ替えとは正反対のことを行います。たとえば、

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

class Main {
    public static void main(String[] args) {

        // Creating an array list
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();

        // Add elements
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        System.out.println("Sorted ArrayList: " + numbers);

        // Using the shuffle() method
        Collections.shuffle(numbers);
        System.out.println("ArrayList using shuffle: " + numbers);

    }
}

出力

Sorted ArrayList: [1, 2, 3]
ArrayList using shuffle: [2, 1, 3]

プログラムを実行すると、 shuffle() メソッドはランダムな出力を返します。

シャッフルアルゴリズムは主に、ランダムな出力が必要なゲームで使用されます。

3.日常的なデータ操作

Java では、コレクションフレームワークは、データの操作に使用できるさまざまなメソッドを提供します。

reverse() - 要素の順序を逆にします
fill() - コレクション内のすべての要素を指定された値に置き換えます
copy() - 指定されたソースから宛先への要素のコピーを作成します
swap() - コレクション内の 2 つの要素の位置を入れ替えます
addAll() - コレクションのすべての要素を他のコレクションに追加します

たとえば、

import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        System.out.println("ArrayList1: " + numbers);

        // Using reverse()
        Collections.reverse(numbers);
        System.out.println("Reversed ArrayList1: " + numbers);

        // Using swap()
        Collections.swap(numbers, 0, 1);
        System.out.println("ArrayList1 using swap(): " + numbers);

        ArrayList<Integer> newNumbers = new ArrayList<>();

        // Using addAll
        newNumbers.addAll(numbers);
        System.out.println("ArrayList2 using addAll(): " + newNumbers);

        // Using fill()
        Collections.fill(numbers, 0);
        System.out.println("ArrayList1 using fill(): " + numbers);

        // Using copy()
        Collections.copy(newNumbers, numbers);
        System.out.println("ArrayList2 using copy(): " + newNumbers);
    }
}

出力

ArrayList1: [1, 2]
Reversed ArrayList1: [2, 1]
ArrayList1 Using swap(): [1, 2]
ArrayList2 using addALl(): [1, 2]
ArrayList1 using fill(): [0, 0]
ArrayList2 using copy(): [0, 0]

注意 :copy() 実行中両方のリストが同じサイズでなければなりません。

4. binarySearch() を使用した検索

binarySearch() Java コレクションフレームワークのメソッドは、指定された要素を検索します。指定されたコレクション内の要素の位置を返します。たとえば、

import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);

        // Using binarySearch()
        int pos = Collections.binarySearch(numbers, 3);
        System.out.println("The position of 3 is " + pos);
    }
}

出力

The position of 3 is 2.

注意 :binarySearch() を実行する前にコレクションをソートする必要がありますメソッド。

詳細については、Java Binary Search をご覧ください。

5.構成

frequency() - コレクション内に要素が存在する回数を返します
disjoint() - 2 つのコレクションに共通の要素が含まれているかどうかを確認します

たとえば、

import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(2);
        System.out.println("ArrayList1: " + numbers);

        int count = Collections.frequency(numbers, 2);
        System.out.println("Count of 2: " + count);

        ArrayList<Integer> newNumbers = new ArrayList<>();
        newNumbers.add(5);
        newNumbers.add(6);
        System.out.println("ArrayList2: " + newNumbers);

        boolean value = Collections.disjoint(numbers, newNumbers);
        System.out.println("Two lists are disjoint: " + value);
    }
}

出力

ArrayList1: [1, 2, 3, 2]
Count of 2: 2
ArrayList2: [5, 6]
Two lists are disjoint: true

6.極端な値を見つける

min() と max() Java コレクションフレームワークのメソッドを使用して、それぞれ最小要素と最大要素を見つけます。たとえば、

import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating an ArrayList
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);

        // Using min()
        int min = Collections.min(numbers);
        System.out.println("Minimum Element: " + min);

        // Using max()
        int max = Collections.max(numbers);
        System.out.println("Maximum Element: " + max);
    }
}

出力

Minimum Element: 1
Maximum Element: 3

Java TreeSet Java イテレータインターフェイス

Java