
在Java编程中,从两个给定数组中找出共同元素(即交集)是一项常见任务。然而,初学者在实现此功能时,常常会遇到一个令人困惑的问题:最终生成的交集数组中,在预期元素之前或之间出现了意外的零值(对于int数组而言,这是其默认值)。这通常是由于对数组大小的预估不准确以及在填充新数组时索引管理不当所导致的。
例如,当预期结果为 [9, 8] 时,实际输出却是 [0, 9, 8]。本文将详细剖析导致此问题的两个核心逻辑错误,并提供清晰的解决方案和最佳实践。
为了理解为何会出现意外的零值,我们需要审视原始代码中两个关键的逻辑缺陷。
在原始代码中,用于确定新数组大小的变量 newArraysize 被初始化为 1:
立即学习“Java免费学习笔记(深入)”;
int newArraysize = 1;
// ...
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr2.length; j++) {
if (arr1[i] == arr2[j]) {
newArraysize++; // 每找到一个匹配就增加
}
}
}
// ...
int newArray[] = new int[newArraysize]; // 使用这个大小创建数组这种初始化方式是错误的。如果 newArraysize 被初始化为 1,即使没有找到任何匹配项,数组大小也将至少为 1。如果找到 N 个匹配项,那么 newArraysize 最终会是 1 + N。这意味着你创建的数组会比实际需要的空间多一个位置。例如,如果 arr1 和 arr2 的交集只有 9 和 8 两个元素,那么 newArraysize 会变成 1 + 2 = 3。
当创建了一个大小为 3 的数组 new int[3] 时,其默认内容是 [0, 0, 0]。如果只填充了其中两个元素,例如 newArray[1] = 9; newArray[2] = 8;,那么 newArray[0] 就会保留其默认值 0,从而导致 [0, 9, 8] 的输出。
正确做法: newArraysize 应该初始化为 0,这样它才能准确地反映找到的匹配元素数量。
在填充 newArray 的第二个循环中,使用了 newArray[i] = arr1[i]; 这样的赋值方式:
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr2.length; j++) {
if (arr1[i] == arr2[j]) {
newArray[i] = arr1[i]; // 问题所在:使用 arr1 的索引 i 来填充 newArray
break;
}
}
}这里的 i 是外部循环的索引,它遍历的是 arr1 的所有元素。然而,newArray 的索引应该是一个独立的计数器,它只在找到一个匹配元素时才递增。
考虑以下场景:
最终,如果 newArray 的大小是 3,它可能被填充为 [0, 9, 8] (假设 newArray[0] 未被覆盖)。如果 newArray 的大小是 4(如原始代码中因 newArraysize 错误计算导致),它可能被填充为 [0, 9, 8, 0]。
正确做法: 应该引入一个独立的索引变量(例如 k 或 matchCount),专门用于跟踪 newArray 中下一个可用位置。每次找到一个匹配元素时,将元素放入 newArray[k],然后 k 自增。
针对上述问题,我们可以采用多种方法来正确地查找数组交集。
这是对原始代码逻辑的直接修正,分为两个主要阶段:
package Arrays;
import java.util.Arrays;
public class InteractionOfTwoArrays {
public static void main(String[] args) {
int arr1[] = new int[] {6, 9, 8, 5};
int arr2[] = new int[] {9, 2, 4, 1, 8};
intersections(arr1, arr2);
}
public static void intersections(int arr1[], int arr2[]) {
// 第一阶段:精确计算交集元素数量
int matchCount = 0; // 初始化为0,而不是1
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr2.length; j++) {
if (arr1[i] == arr2[j]) {
matchCount++; // 找到一个匹配,计数器加1
break; // 找到一个匹配后,arr1[i]不再与arr2的其余元素比较
}
}
}
// 根据精确的计数器创建新数组
int newArray[] = new int[matchCount];
// 第二阶段:使用独立索引填充新数组
int newArrayIndex = 0; // 新数组的独立索引,初始化为0
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr2.length; j++) {
if (arr1[i] == arr2[j]) {
newArray[newArrayIndex] = arr1[i]; // 使用独立的索引 newArrayIndex 填充
newArrayIndex++; // 填充后,新数组索引递增
break; // 找到一个匹配后,arr1[i]不再与arr2的其余元素比较
}
}
}
System.out.println("交集结果:" + Arrays.toString(newArray));
}
}代码解释:
在Java中,如果预先不知道数组的确切大小,使用 ArrayList 是一个更灵活和推荐的做法。ArrayList 可以在运行时动态调整大小,避免了预先计算大小的麻烦。
package Arrays;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class InteractionOfTwoArraysWithArrayList {
public static void main(String[] args) {
int arr1[] = new int[] {6, 9, 8, 5};
int arr2[] = new int[] {9, 2, 4, 1, 8};
List<Integer> intersectionList = findIntersections(arr1, arr2);
// 如果需要,可以将 ArrayList 转换为 int 数组
int[] resultArray = intersectionList.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray();
System.out.println("交集结果 (ArrayList转数组):" + Arrays.toString(resultArray));
}
public static List<Integer> findIntersections(int arr1[], int arr2[]) {
List<Integer> resultList = new ArrayList<>(); // 使用ArrayList存储交集元素
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr2.length; j++) {
if (arr1[i] == arr2[j]) {
resultList.add(arr1[i]); // 直接添加到ArrayList
break; // 找到一个匹配后,arr1[i]不再与arr2的其余元素比较
}
}
}
return resultList;
}
}优点:
对于大型数组,嵌套循环的复杂度是 O(N*M)。如果需要更高的效率,可以使用 HashSet。HashSet 提供了 O(1) 的平均时间复杂度来检查元素是否存在,可以将查找交集的复杂度降低到 O(N+M)。
package Arrays;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
public class InteractionOfTwoArraysWithHashSet {
public static void main(String[] args) {
int arr1[] = new int[] {6, 9, 8, 5};
int arr2[] = new int[] {9, 2, 4, 1, 8};
List<Integer> intersectionList = findIntersectionsEfficiently(arr1, arr2);
int[] resultArray = intersectionList.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray();
System.out.println("交集结果 (HashSet优化):" + Arrays.toString(resultArray));
}
public static List<Integer> findIntersectionsEfficiently(int arr1[], int arr2[]) {
Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
// 将第一个数组的所有元素添加到HashSet中,以便快速查找
for (int num : arr1) {
set1.add(num);
}
List<Integer> resultList = new ArrayList<>();
// 遍历第二个数组,检查每个元素是否存在于HashSet中
for (int num : arr2) {
if (set1.contains(num)) { // O(1) 平均时间复杂度查找
resultList.add(num);
set1.remove(num); // 如果只需要每个匹配元素出现一次,可以移除,防止重复添加
}
}
return resultList;
}
}优点:
在Java中查找数组交集并避免意外的零值,关键在于精确的数组大小预估和正确的索引管理。通过将计数器初始化为 0,并使用独立的索引变量来填充目标数组,可以有效解决 0 值出现的问题。此外,对于更灵活或更高效的解决方案,ArrayList 和 HashSet 等动态数据结构提供了更强大的功能和更好的性能。理解这些基本概念和最佳实践,将帮助你编写出更健壮、更专业的Java代码。
以上就是Java数组交集查找:解决结果中多余零值与索引错位问题的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
每个人都需要一台速度更快、更稳定的 PC。随着时间的推移,垃圾文件、旧注册表数据和不必要的后台进程会占用资源并降低性能。幸运的是,许多工具可以让 Windows 保持平稳运行。
Copyright 2014-2025 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号