java基础算法和结构（详解java常用算法）

一、分支语句

流程控制语句对任何一门编程语言都是非常重要的，Java中基于流程控制程序执行的不同步骤和代码块。

1、IF条件

IF条件语句会根据不同的判断条件执行不同的语句，if后括号内的条件是否成立关键步骤，IF条件的判断结果必然要是true或false。IF…Else语句则是满足IF条件，就执行相应代码块，否则就执行Elase代码块。

public class Process01 {    public static void main(String[] args) {        // 演示：Node01        if (compare01(40,30)){            System.out.println("40>30:true");        } else {            System.out.println("40>30:false");        }        // 演示：Node02        if (compare01(10,20) && compare01(20,30)){            System.out.println("条件成立");        } else {            System.out.println("条件不成立");        }        // 演示：Node03        if (compare01(20,10) || compare01(20,30)){            System.out.println("条件成立");        } else {            System.out.println("条件不成立");        }        // 演示：Node04        if(compare02(1,1))            if(compare02(2,2))                System.out.println("Running...");        // 演示：Node05        if(compare01(1,2))            if(compare01(5,3)){                System.out.println("5>3");            }    }    private static boolean compare01 (int num1,int num2){        System.out.println("判断：num1="+num1+";num2="+num2);        return num1 > num2 ;    }    private static boolean compare02 (int num1,int num2){        System.out.println("判断：num1="+num1+";num2="+num2);        return num1 == num2 ;    }}

节点案例，测试结果描述：

• Node01：如果if条件不成立，则执行else流程或者结束；
• Node02：逻辑且判断，任何条件不成立，则直接结束；
• Node03：逻辑或判断，任何条件成立，则直接进入分支；
• Node04：IF的格式，可以去掉{}，后续语句会作为分支；
• Node05：IF语句面试题，不会输出任何内容，第二个语句作为分支；

注意：在流程控制语句中必须使用大括号，即使只有一行代码，避免采用单行的编码方式，这是基础规范。在上面的测试节点4和5，代码看着就感觉扎心。

2、IF-Else-IF条件

Else…IF分支语句用于多种情况进行的判断处理，直到分支判断条件成功，执行分支模块代码，如果没有else条件，可以所有分支都不满足，直接结束。

public class Process02 {    public static void main(String[] args) {        elseIf(11) ;        elseIf(9) ;        elseIf(5);    }    private static void elseIf (Integer num){        if (num > 10){            System.out.println("num > 10");        } else if (num > 7){            System.out.println("num > 7");        } else if (num > 4){            System.out.println("num > 4");        } else {            System.out.println("num < 4");        }    }}

注意：根据条件逐个判断，直到找到第一个满足的条件，不会再继续往下面的判断执行，分支语句执行完毕就会退出当前的else…if流程。超过3层的的逻辑判断代码可以使用卫语句、策略模式、状态模式等来实现。

3、Switch条件

流程描述：switch语句先获取表达式的值，判断表达式的值与case语句后的常量值是否相同，匹配成功则执行该case后的代码块，直到遇到break语句后终止，如果缺失break打断，则继续匹配下一case常量，直到遇到break为止。如果条件全不匹配，则执行default后面的语句。default语句可选，如果不存在default语句，同一个switch语句，case的常量值必须互不相同。

public class Process03 {    public static void main(String[] args) {        Scanner scan = new Scanner(System.in);        System.out.print("What day is it today：");        String value = scan.next();        weekInfo(value);    }    private static void weekInfo (String value){        switch (value) {            case "Monday":                System.out.println("Monday");                break;            case "Tuesday":                System.out.println("Tuesday");                break;            case "Wednesday":                System.out.println("Wednesday");                break;            case "Thursday":                System.out.println("Thursday");                break;            case "Friday":                System.out.println("Friday");                break;            case "Saturday":                System.out.println("Saturday");                break;            case "Sunday":                System.out.println("Sunday");                break;            default:                System.out.println("Matching failure");                break;        }    }}

注意：从JDK1.7之后，switch支持对String字符串的匹配。

二、循环语句

循环语句就是在满足特定条件的情况下，反复执行同个操作。循环语句包括：for循环、while循环、do···while循环。

1、For循环

Java开发中最有用的循环方式，也是诸多算法中的基础控制语句，在常见的很多算法编码实现中，都需要借助for循环方式。

public class Process04 {    public static void main(String[] args) {        // Node01        int sum = 0;        for(int i=1; i<=100; i++) {            sum += i;        }        System.out.println(sum);        // Node02        String[] nameArr = {"Java","C++","C#"} ;        for (String name:nameArr){            System.out.println("name="+name);        }        // Node03        // 输出 i = 13        int i = 0;        for (i++; i++ < 10; i++);        System.out.println(++i);        // 输出：j=3 6 9        int j = 0;        for (j++; j++ < 10; j++){            System.out.println(++j);        }    }}

节点案例，测试结果描述：

• Node01：for循环作为计算中的常用方式；
• Node02：foreach遍历模式，简化循环操作，也可以改写为for语句；
• Node03：循环for语句的基础执行机制，两道面试常见题；

注意：越是基础的东西，学起来越难，for语句作为很多算法实现的基础控制，理解起来相当的绕。

2、While循环

while循环语句首先判断条件是否成立，成立才执行循环体；

do···while循环语句先执行一次循环体，然后判断条件是否成立，所以do···while至少会执行一次；

public class Process05 {    public static void main(String[] args) {        int num1 = 1;        int num2 = 1;        // while循环        while(num1 <= 3) {            System.out.println("num1 == " + num1);            num1++;        }        // do...while循环        do {            System.out.println("num2 == " + num2);            num2++;        } while(num2 <= 3);    }}

注意：while循环在实际的开发中，因为极其容易导致死循环，所以使用并不多。

三、流程中断

Java中有三种流程中断语句，关键字分别为break、continue、return语句。

1、Return语句

Java中最常用的流程控制关键字，当执行return语句后，从该方法返回，返回到调用该方法的业务流程中。

public class Process06 {    public static void main(String[] args) {        System.out.println(getNum1());        System.out.println(getNum2());    }    public static int getNum1 (){        int a =100;        try{            return a+1;   // 这里是运算逻辑，非赋值        }catch(Exception e){            e.printStackTrace();        }finally{            return a;        }    }    public static int getNum2 (){        int a =100;        try{            return a++;   //  a++ -> a=a+1 此时a的值改变        }catch(Exception e){            e.printStackTrace();        }finally{            return a;        }    }}

return 常在位置

• return语句只在方法最后出现一次。
• return语句仅在try和catch里面都出现。
• return语句仅在try和方法最后都出现。
• return语句仅在catch和方法的最后都出现。

2、Break语句

break中断语句常用在for、while、do···while循环中，用于退出当前整个循环流程，非当前这一次循环。

public class Process07 {    public static void main(String[] args) {        for (int i = 1 ; i < 3 ; i++){            if (i == 2){                break ;            }            System.out.println("i = " + i);        }    }}

3、Continue语句

Continue中断语句常用在for、while、do···while循环中，用于退出当前这一次循环，进入下一次循环。

public class Process08 {    public static void main(String[] args) {        for (int i = 1 ; i < 3 ; i++){            if (i == 1){                continue ;            }            System.out.println("i = " + i);        }    }}

四、应用场景

1、冒泡排序算法

public class Process09 {    public static void main(String[] args) {        int[] score = {9,8,7,6,5} ;        // 排序次数：最多 length - 1 次        for (int i = 0 ; i < score.length -1 ; i ++){            // 当前排序的集合区间,排序完一个数据就放弃一个            for (int j = 0 ; j < score.length - i - 1 ; j++){                // 冒泡排序：把结果大的向后扔                if (score[j] > score[j+1]){                    int temp = score[j] ;                    score[j] = score[j+1] ;                    score[j+1] = temp ;                }            }        }        // 输出排序后的结果集        for (int i = 0 ; i < score.length ; i++){            System.out.print(score[i]);        }    }}

2、排列组合算法

有1、2、3、4个数字，能组成多少个互不相同且无重复数字的三位数？都是多少？

public class Process10 {    public static void main(String[] args) {        arrange() ;    }    public static void arrange (){        int i=0; // 百位数        int j=0; // 十位数        int k=0; // 个位数        int t=0; // 计数器        for (i = 1 ; i <= 4 ; i++){            for (j = 1 ; j <= 4 ; j++){                for (k = 1 ; k <=4 ; k++){                    if (i != j && j != k && k != i){                        t += 1 ;                        System.out.print(i*100+j*10+k+"--");                    }                }            }        }        System.out.println();        System.out.println("t="+t);    }}

3、递归常见算法

基于递归思想的各种计算方法实现。

public class Process11 {    public static void main(String[] args) {        System.out.println(getSumOne(100));        System.out.println(getSumTwo(30));        System.out.println(getSumThree(5));    }    /**     * 使用递归的方式计算1+2+...+100     */    public static int getSumOne (int i){ // 传入100        int sum ;        if (i == 1){            return 1 ;        }        else {            sum = i + getSumOne(i - 1) ;        }        return sum ;    }    /**     * 一列数的规则如下: 1、1、2、3、5、8、13、21、34...     * 求第30位数是多少， 用递归算法实现     */    public static int getSumTwo (int i){ // 传入第几位数下标        if (i <= 0){            return 0 ;        } else if (i == 1 || i == 2){ // 处理前面2位的1,1            return 1 ;        } else { // 当前位数是前两位之和            return getSumTwo(i - 1) + getSumTwo(i - 2) ;        }    }    /**     * 1*2*3*...*100 递归计算阶乘     */    public static int getSumThree (int i){        if (i == 1){            return i ;        } else {            return i * getSumThree (i - 1) ;        }    }}