JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

第1章 循环练习

1.1 编写程序求 1+3+5+7+……+99 的和值。

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现的奇数(范围1-100之间)的累加和。

  1. 为了记录累加和的值,我们需要定义一个存储累加和的变量
  2. 我们要获取到1-100范围内的数
  3. 判断当前数是否为奇数,是奇数,完成累加和操作
  4. 累加完毕后,最终显示下累加和的值

解题步骤:

  1. 定义一个用来记录累加和的变量
  2. 使用for循环语句,完成1-100之间每个数的获取
  3. 使用if条件语句,判断当前数是否是奇数,是奇数,进行累加和操作
  4. 使用输出语句,打印累加和变量的值

代码如下:

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) {
		int sum = 0;
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			if (i%2==1) {
				sum += i;
			}
		}
		System.out.println("累加和的值 " + sum);
	}
}

1.2 输出所有的水仙花数,所谓水仙花数是指一个数3位数,其每位数字立方和等于其本身,如153 = 1*1*1 + 3*3*3 + 5*5*5

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现打印符合要求的数字(即水仙花数)。

  1. 明确什么样的数就是水仙花数。水仙花数是指一个3位数(100-999之间),其每位数字立方之和等于该3位数本身。如153 = 1*1*1 + 3*3*3 + 5*5*5,

即 3位数本身 = 百位数立方 + 十位数立方 + 个位数立方;

  1. 获取水仙花范围内的所有3位数(100-999之间的每个3位数)
  2. 判断该3位数是否满足水仙花数,满足,打印该3位数

解题步骤:

  1. 使用for循环,得到100-999之间的每个3位数
  2. 获取3位数中百位数字、十位数字、个位数字
  3. 使用if条件语句,判断该3位数是否满足水仙花数,满足,使用输出语句,打印该3位数

代码如下:

public class Test02 {
	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 100; i < 1000; i++) {
			int bai = i/100%10;
			int shi = i/10%10;
			int ge = i%10;
			
			if (i == bai*bai*bai + shi*shi*shi + ge*ge*ge) {
				System.out.println(i);
			}
		}
	}
}

1.3 ASCII编码表

American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换代码.

在计算机中,所有的数据在存储和运算时都要使用二进制数表示, a、b、c、d这样的52个字母(包括大写)、以及0、1等数字还有一些常用的符号, 在计算机中存储时也要使用二进制数来表示,而具体用哪些二进制数字表示哪个符号,当然每个人都可以约定自己的一套(这就叫编码),而大家如果要想互相通信而不造成混乱,那么大家就必须使用相同的编码规则,于是美国有关的标准化组织就出台了ASCII编码,统一规定了上述常用符号用哪些二进制数来表示。

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

数字0-9对应ASCII编码十进制为48-57, 字母a-z对应ASCII编码十进制为97-122,字母A-Z对应ASCII编码十进制为65-90

1.4 利用for循环打印ABCDEFG…XYZ,26个大写字母与26个小写字母

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现打印26个大写字母、26个小写字母

  1. 一共26个大小写字母,那么,可以考虑循环26次。在每次循环中,完成指定字母的大小写打印
  2. 找出ABCDEFG…XYZ这些字母之间的变化规律

通过ASCII表发现,后面的字母比它前面的字母,ASCII值大1

下一个字母 = 上一个字母 + 1

如: A  B   C   D

65  66  67  68

  1. 在每次循环中打印上一个字母大小写,并指定下一个字母

解题步骤:

  1. 定义初始化大写变量,值为’A’; 初始化小写变量,值为’a’
  2. 使用for循环,进行26次循环
  3. 在每次循环中,打印大写字母、小写字母。

每次打印完成后,更新大写字母值、小写字母值

代码如下:

public class Test04 {
	public static void main(String[] args) {
		char da = 'A';
		char xiao = 'a';
		for (int i = 0; i < 26; i++) {
			System.out.println("大写字母 "+da+" ,小写字母 "+xiao);
			da++; //更新大写字母值
			xiao++; //更新小写字母值
		}
	}
}

1.5 利用for循环打印 9*9 表?

如:

1*1=1

1*2=2  2*2=4

1*3=3  2*3=6  3*3=9

 

题目分析:

通过观察发现,如果把1*1=1这样的内容 看做一颗*的话,那么打印结果就成了如下效果:

*

**

***

这样,就是打印9行星,每行打印星的个数与当前行数相等。

再观察“1*3=3 2*3=6 3*3=9”得出它们如下的变化规律:

每行第n次 +”*”+ 行号 +”=”+ 每行第n次 * 行号

如:	1	+"*"+  2    +"="+   1*2; // 相当于1*2=2
       	2	+"*"+  2    +"="+   2*2; // 相当于2*2=4

解题步骤:

  1. 定义一个外层for循环,初始值从1开始,循环9次。用来控制打印的行数
  2. 在外层for循环内部,定义一个for循环,初始值从1开始,循环次数与当前行数相等。用来完成每行打印指定次数的乘法公式 如1*1=1
  3. 在内层for循环中,完成每行指定次数的乘法公式打印 如1*1=1
System.out.print(k +"*"+ j +"="+ j*k +"\t");
// 变量k代表:每行中的第n次
// 变量j代表:行号
  1. 在外循环中,当每行指定次数的乘法公式打印完毕后,通过out.println()切换到下一行。这样,再次打印乘法公式时,就在下一行输出打印了

代码如下:

public class Test05 {
	public static void main(String[] args) {
		for (int j = 1; j < 10; j++) {
			for (int k = 1; k <= j; k++) {
				System.out.print(k +"*"+ j +"="+ j*k +"\t");
			}
			System.out.println();
		}
	}
}

第2章 数组方法练习

2.1 定义打印数组元素方法,按照给定的格式打印[11, 33, 44, 22, 55]

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现按照指定格式,打印数组元素操作

  1. 通过循环,我们可以完成数组中元素的获取,数组名[索引]
  2. 观察发现,每个数组元素之间加入了一个逗号”,”进行分隔;并且,整个数组的前后有一对中括号”[]”包裹数组所有元素。

解题步骤:

  1. 使用输出语句完成打印 左边的中括号”[”
  2. 使用循环,输出数组元素值。输出元素值分为两种情况,如下:
    1. 最后一个数组元素,加上一个右边的中括号”]”
    2. 非最后一个数组元素,加上一个逗号”,”

代码如下:

//打印数组
public static void printArray(int[] arr) {
	System.out.print("[");
	for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
		if (i == arr.length - 1) {
			System.out.println(arr[i]+"]");
		} else {
			System.out.print(arr[i]+", ");
		}
	}
}

2.2 数组元素逆序

图解:

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现原数组元素倒序存放操作。即原数组存储元素为{11,22,33,44},逆序后为原数组存储元素变为{44,33,22,11}。

  1. 通过图解发现,想完成数组元素逆序,其实就是把数组中索引为start与end的元素进行互换。
  2. 每次互换后,start索引位置后移,end索引位置前移,再进行互换
  3. 直到start位置超越了end位置,互换结束,此时,数组元素逆序完成。

解题步骤:

  1. 定义两个索引变量start值为0,变量end值为数组长度减去1(即数组最后一个元素索引)
  2. 使用循环,完成数组索引start位置元素与end位置元素值互换。
  3. 在循环换过程中,每次互换结束后,start位置后移1,end位置前移1
  4. 在循环换过程中,最先判断start位置是否超越了end位置,若已超越,则跳出循环

代码如下:

//数组元素逆序
public static void receive(int[] arr){
	for (int start = 0, end = arr.length-1; start < end; start++,end--) {
		int temp = arr[start];
		arr[start] = arr[end];
		arr[end] = temp;
	}
}

2.3 数组元素选择排序

图解:

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现把数组元素{13,46,22,65,3}进行排序

  1. 提到数组排序,就要进行元素值大小的比较,通过上图发现,我们想完成排序要经过若干次的比较才能够完成。
  2. 上图中用每圈要比较的第一个元素与该元素后面的数组元素依次比较到数组的最后一个元素,把小的值放在第一个数组元素中,数组循环一圈后,则把最小元素值互换到了第一个元素中。
  3. 数组再循环一圈后,把第二小的元素值互换到了第二个元素中。按照这种方式,数组循环多圈以后,就完成了数组元素的排序。这种排序方式我们称为选择排序。

解题步骤:

  1. 使用for循环(外层循环),指定数组要循环的圈数(通过图解可知,数组循环的圈数为数组长度 – 1)
  2. 在每一圈中,通过for循环(内层循环)完成数组要比较的第一个元素与该元素后面的数组元素依次比较到数组的最后一个元素,把小的值放在第一个数组元素中
  3. 在每一圈中,要参与比较的第一个元素由第几圈循环来决定。如上图所示
    1. 进行第一圈元素比较时,要比较的第一个元素为数组第一个元素,即索引为0的元素
    2. 进行第二圈元素比较时,要比较的第一个元素为数组第二个元素,即索引为1的元素
    3. 依次类推,得出结论:进行第n圈元素比较时,要比较的第一个元素为数组第n个元素,即数组索引为n-1的元素

代码如下:

//选择排序
public static void selectSort(int[] arr) {
	//功能
	//外层循环用来控制数组循环的圈数
	for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
		//内层循环用来完成元素值比较,把小的元素值互换到要比较的第一个元素中
		for (int j = i+1; j < arr.length; j++) { if (arr[i] > arr[j]) {
				int temp = arr[i];
				arr[i] = arr[j];
				arr[j] = temp;
			}
		}
	}
}

2.4 数组元素冒泡排序

图解:数组元素{13,46,22,65,3}

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现把数组元素{13,46,22,65,3}进行排序

  1. 提到数组排序,就要进行元素值大小的比较,通过上图发现,我们想完成排序要经过若干次的比较才能够完成。
  2. 上图中相邻的元素值依次比较,把大的值放后面的元素中,数组循环一圈后,则把最大元素值互换到了最后一个元素中。数组再循环一圈后,把第二大的元素值互换到了倒数第二个元素中。按照这种方式,数组循环多圈以后,就完成了数组元素的排序。这种排序方式我们称为冒泡排序。

解题步骤:

  1. 使用for循环(外层循环),指定数组要循环的圈数(通过图解可知,数组循环的圈数为数组长度 – 1)
  2. 在每一圈中,通过for循环(内层循环)完成相邻的元素值依次比较,把大的值放后面的元素中
  3. 每圈内层循环的次数,由第几圈循环来决定。如上图所示
    1. 进行第一圈元素比较时,内层循环次数为数组长度 – 1
    2. 进行第二圈元素比较时,内层循环次数为数组长度 – 2
    3. 依次类推,得出结论:进行第n圈元素比较时,内层循环次数为数组长度 – n

代码如下:

//冒泡排序
public static void bubbleSort(int[] arr) {
	//功能
	//外层循环用来控制数组循环的圈数
	for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
		//j < arr.length-1 为了避免角标越界
		//j < arr.length-1-i 为了比较效率,避免重复比较
		//内层循环用来完成元素值比较,把大的元素值互换到后面
		for (int j = 0; j < arr.length-1-i; j++) { if (arr[j] > arr[j+1]) {
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j+1];
				arr[j+1] = temp;
			}
		}
	}
}

2.5 数组元素普通查找

图解:

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现查找指定数值第一次在数组中存储的位置(索引),返回该位置(索引)。

  1. 我们可以通过遍历数组,得到每个数组元素的值
  2. 在遍历数组过程中,使用当前数组元素值与要查找的数值进行对比
    1. 数值相等,返回当前数组元素值的索引
    2. 整个循环结束后,比对结果数值没有相等的情况,说明该数组中没有存储要查找的数值,此时,返回一个索引值-1,来表示没有查询到对应的位置。(使用 -1来表示没有查询到,是因为数组的索引没有负数)

解题步骤:

  1. 使用for循环,遍历数组,得到每个数组元素值
  2. 在每次循环中,使用if条件语句进行当前数组元素值与要查找的数值进行对比,若比较结果相等,直接返回当前数组元素的索引值
  3. 若整个循环结束后,比对结果数值没有相等的情况,说明该数组中没有存储要查找的数值,此时,返回一个索引值-1

代码如下:

//普通查找
public static int getArrayIndex(int[] arr, int number) {
	//把数组中的元素依次与指定的数值 进行比较
	for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
		if (arr[i] == number) {
			//找到了
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

2.6 数组元素二分查找(折半查找)

图解:

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

题目分析:

通过观察发现,本题目要实现查找指定数值在元素有序的数组中存储的位置(索引),返回该位置(索引)。

  1. 我们使用数组最中间位置的元素值与要查找的指定数值进行比较,若相等,返回中间元素值的索引
  2. 最中间位置的元素值与要查找的指定数值进行比较,若不相等,则根据比较的结果,缩小查询范围为上次数组查询范围的一半;

再根据新的查询范围,更新最中间元素位置,然后使用中间元素值与要查找的指定数值进行比较

  • 比较结果相等,返回中间元素值的索引
  • 比较结果不相等,继续缩小查询范围为上次数组查询范围的一半,更新最中间元素位置,继续比较,依次类推。
  1. 当查询范围缩小到小于0个元素时,则指定数值没有查询到,返回索引值-1。

解题步骤:

  1. 定义3个用来记录索引值的变量,变量min记录当前范围最小索引值,初始值为0;变量max记录当前范围最大索引值,初始值为数组长度-1;变量mid记录当前当前范围最中间元素的索引值,初始值为(min+max) / 2
  2. 使用循环,判断当前范围下,最中间元素值与指定查找的数值是否相等
    • 若相等,结束循环,返回当前范围最中间元素的索引值mid
    • 若不相等,根据比较结果,缩小查询范围为上一次查询范围的一般
      • 中间元素值 比 要查询的数值大,说明要查询的数值在当前范围的最小索引位置与中间索引位置之间,此时,更新查询范围为:

范围最大索引值 = 上一次中间索引位置 -1;

  • 中间元素值 比 要查询的数值小,说明要查询的数值在当前范围的最大索引位置与中间索引位置之间,此时,更新查询范围为:

范围最小索引值 = 上一次中间索引位置 +1;

  • 在新的查询范围中,更新中间元素值的位置,再次使用最中间元素值与指定查找的数值是否相等。

中间索引值 = (范围最小索引值 +范围最大索引值) / 2;

  1. 每次查询范围缩小一半后,使用if语句判断,查询范围是否小于0个元素,若小于0个元素,则说明指定数值没有查询到,返回索引值-1。

代码如下:

//二分查找法(折半查找法)
public static int halfSearch(int[] arr, int number) {
	//定义3个变量,用来记录min, min, mid的位置
	int min = 0;
	int max = arr.length-1;
	int mid = 0;
		while (min <= max) { mid = (min+max)/2; //没找了, 更新范围,继续比较 //更新范围 if (arr[mid] > number) {
			//在左边
			max = mid-1;
		} else if(arr[i] < number){
			//在右边
			min = mid+1;
		}
		else{
              return mid ;
          }
	 
	return -1;
}

补充内容

ASCII编码表

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

99乘法表的分析

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

数组的逆序原理

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

选择排序原理

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

折半查找原理

JavaSE基础教程(七)循环练习、数组方法练习

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