Java代码解析：求解数组的小和问题-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Java代码解析：求解数组的小和问题。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

在这篇博客中，我们将深入探讨如何使用Java解决一个有趣的问题：求解数组的小和问题。我们将首先理解问题的定义，然后逐步分析和解释给出的Java代码。

问题定义

在一个数组中，每一个数左边比当前数小的数累加起来，叫做这个数组的小和。例如，数组[1,3,4,2,5]的小和为1+1+3+1+1+3+2=12。

代码解析

首先，我们定义了一个类 Code02_SmallSum ，该类包含了一系列的方法，用于求解数组的小和。以下是我们将要讨论的主要方法：

smallSum方法

public static int smallSum(int[] arr) {
    if (arr == null || arr.length < 2) {
        return 0;
    }
    return process(arr, 0, arr.length - 1);
}

smallSum 方法是我们的主要方法，它接收一个整数数组作为输入，如果数组为空或者长度小于2，那么直接返回0，否则调用 process 方法进行处理。

process方法

public static int process(int[] arr, int l, int r) {
    if (l == r) {
        return 0;
    }
    // l < r
    int mid = l + ((r - l) >> 1);
    return
            process(arr, l, mid)
                    +
                    process(arr, mid + 1, r)
                    +
                    merge(arr, l, mid, r);
}

process 方法是一个递归方法，它接收一个整数数组和两个索引 l 和 r 作为输入，表示要处理的数组范围。首先，如果 l 等于 r ，那么直接返回0。然后，计算中间索引 mid ，并递归地处理左半部分和右半部分，最后将两个部分合并。

merge方法

public static int merge(int[] arr, int L, int m, int r) {
    int[] help = new int[r - L + 1];
        int i = 0;
        int p1 = L;
        int p2 = m + 1;
        int res = 0;
        while (p1 <= m && p2 <= r) {
            res += arr[p1] < arr[p2] ? (r - p2 + 1) * arr[p1] : 0;
            help[i++] = arr[p1] < arr[p2] ? arr[p1++] : arr[p2++];
        }
        while (p1 <= m) {
            help[i++] = arr[p1++];
        }
        while (p2 <= r) {
            help[i++] = arr[p2++];
        }
        for (i = 0; i < help.length; i++) {
            arr[L + i] = help[i];
        }
        return res;
}

merge 方法是用于合并两个部分的，它接收一个整数数组和三个索引 L 、 m 和 r 作为输入，表示要合并的数组范围和中间索引。这个方法的主要思想是使用两个指针 p1 和 p2 ，分别指向左半部分的开始和右半部分的开始。然后，比较两个指针指向的元素，如果 p1 指向的元素小于 p2 指向的元素，那么将 p1 指向的元素加入到结果中，并向右移动 p1 ，否则将 p2 指向的元素加入到结果中，并向右移动 p2 。这个过程一直持续到 p1 或 p2 到达各自的部分的末尾。

测试代码

// for test
    public static int comparator(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return 0;
        }
        int res = 0;
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                res += arr[j] < arr[i] ? arr[j] : 0;
            }
        }
        return res;
    }

    // for test
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // for test
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    // for test
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // for test
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // for test
    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 100;
        boolean succeed = true;
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            if (smallSum(arr1) != comparator(arr2)) {
                succeed = false;
                printArray(arr1);
                printArray(arr2);
                break;
            }
        }
        System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");
    }

在 main 方法中，我们生成了一些随机数组，并使用 smallSum 方法和一个简单的比较方法 comparator 进行了测试，以验证我们的解决方案是否正确。