一. 算法
什么是算法？
解决某个实际问题的过程和方法
学习算法的技巧？
先搞清楚算法的流程，再直接去推敲如何写算法
1.1 排序算法
1.1.1 冒泡排序
每次从数组中找出最大值放在数组的后面去
public class demo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5,2,3,1};
//升序排序【1，2，3，5】
//外循环控制排序轮数，内循环控制每一轮的遍历
//n个数需要排序n-1轮
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
//每一轮的目标是找到最大值，并放在最后一个位置
//n个数 第一轮需要比较n-1次，第二轮需要比较n-2次 …… 第n-1轮需要比较1次
for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
//如果前一个数大于后一个数，则进行交换
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp;
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
1.1.2 选择排序
每次选择当前位置，开始找出后面的较小值与该位置交换
public class demo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5,1,3,2};
//升序排序【1，2，3，5】
selectionSort(arr);
selectionSort1(arr);
}
//普通选择排序
private static void selectionSort(int[] arr) {
//外循环控制排序轮数，内循环控制每一轮的遍历
//n个数需要排序n-1轮
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
//每一轮的目标是确定当前位置的值(确定arr[i]的值)
//j依次记录当前位置后面位置的值（要记录到最后一个位置）
//如第一轮确定arr[0]的值，j应该从位置1到位置n-1（一共n个数）
for (int j = i + 1 ; j < arr.length; j++) {
//如果当前位置的值大于后面的值，就进行交换
if(arr[i] > arr[j]){
int temp;
temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
//改进选择排序
//减少交换次数，每一轮确定后面位置的最小值，再进行排序，这样每轮最多只需要交换一次
private static void selectionSort1(int[] arr) {
//n个数需要排序n-1轮
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
//每一轮的目标是确定当前位置的值(确定arr[i]的值)
//j依次记录当前位置后面位置的值（要记录到最后一个位置）
//每轮确定后面位置的最小值再进行交换，用一个变量记录最小值位置的索引
int minIndex = i;
for (int j = i + 1 ; j < arr.length; j++) {
//用minIndex记录这一轮的最小值
if(arr[minIndex] > arr[j]){
minIndex = j;
}
}
//该轮最小值不是arr[i]，则和最小值交换位置
if(minIndex != i){
int temp;
temp = arr[minIndex];
arr[minIndex] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
1.2 查找算法
1.2.1 顺序查找（基本查找）
注意：再数据量特别大的时候，基本查找这种从前往后挨个找的形式，性能是很差的
1.2.2 二分查找（折半查找）
前提条件：数组中的数据必须是有序的
核心思想：每次排除一半的数据，查询数据的性能明显提高很多
折半条件：二分查找正常的折半条件应该是开始位置left<=结束位置right
public class demo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {7,23,79,81,103,127,131,147};
int index = binarySearch(arr,81);
if(index != arr.length){
System.out.println("您要找的数据在数组的索引值是"+index);
}
//Java中Arrays类提供了二分查找的方法
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr, 131));
}
public static int binarySearch(int[] arr,int data){
//定义两个变量记录左右两端的位置
int left = 0;
int right = arr.length - 1;
//定义一个循环
while(left <= right){
int mid = (left + right) / 2;
if(arr[mid] == data){
return mid;
}else if(arr[mid] > data){
right = mid - 1;
}else{
left = mid + 1;
}
}
//循环结束，还没有找到，才会执行到这里
System.out.println("未查找到"+data);
return -1;
}
}
二. 正则表达式
2.1 认识正则表达式
就是由一些特定的字符组成，代表的是一个规则
正则表达式作用一：用来校验数据格式是否合法
正则表达式作用二：在一段文本中查找满足要求的内容
public class demo {
public static void main(String[] args) {
//校验QQ号码是否正确，要求全部都是数字，长度在（6-20）之间，不能用0开头
System.out.println(checkQQ(null)); //为空返回false
System.out.println(checkQQ("12345")); //长度不在6-20之间返回false
System.out.println(checkQQ("012345")); //0开头返回false
System.out.println(checkQQ("12345678abc")); //不都是数字返回false
System.out.println(checkQQ("12345678")); //true
System.out.println("===============================");
//正则表达式校验
System.out.println(checkQQ1(null)); //为空返回false
System.out.println(checkQQ1("12345")); //长度不在6-20之间返回false
System.out.println(checkQQ1("012345")); //0开头返回false
System.out.println(checkQQ1("12345678abc")); //不都是数字返回false
System.out.println(checkQQ1("12345678")); //true
}
//运用正则表达式
//String提供了一个匹配正则表达式的方法
//public boolean matches(String regex) 判断字符串是否匹配正则表达式，匹配返回true，不匹配返回false
private static boolean checkQQ1(String s) {
return s!=null && s.matches("[1-9]\\d{5,19}");
}
//不运用正则表达式
private static boolean checkQQ(String s) {
if(s==null || s.startsWith("0") || s.length()<6 || s.length()>20){
return false;
}
//执行到这里，说明不为空且开头不为0，长度在6-20之间
//接下来要判断都是数字
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
//根据索引i提取当前位置的字符
char c = s.charAt(i);
if(c < '0' || c > '9'){
return false;
}
}
//执行到这里，说明都是数字
return true;
}
}
2.2 书写规则
public class demo {
public static void main(String[] args) {
// 1、字符类(只能匹配单个字符)
System.out.println("a".matches("[abc]")); // [abc]只能匹配a、b、c
System.out.println("e".matches("[abcd]")); // false
System.out.println("d".matches("[^abc]")); // [^abc] 不能是abc
System.out.println("a".matches("[^abc]")); // false
System.out.println("b".matches("[a-zA-Z]")); // [a-zA-Z] 只能是a-z A-Z的字符
System.out.println("2".matches("[a-zA-Z]")); // false
System.out.println("k".matches("[a-z&&[^bc]]")); // ： a到z，除了b和c
System.out.println("b".matches("[a-z&&[^bc]]")); // false
System.out.println("ab".matches("[a-zA-Z0-9]")); // false 注意：以上带 [内容] 的规则都只能用于匹配单个字符
// 2、预定义字符(只能匹配单个字符) . \d \D \s \S \w \W
System.out.println("徐".matches(".")); // .可以匹配任意字符（只能匹配单个）
System.out.println("徐徐".matches(".")); // false
//在Java中\是有特殊用途的，例如特殊字符 \n \t，因此希望是\的时候需要用\\
// \转义
System.out.println("\""); //输出"
// \n \t
System.out.println("3".matches("\\d")); // \d: 代表0-9
System.out.println("a".matches("\\d")); //false
System.out.println(" ".matches("\\s")); // \s: 代表一个空白字符
System.out.println("a".matches("\\s")); // false
System.out.println("a".matches("\\S")); // \S: 代表一个非空白字符
System.out.println(" ".matches("\\S")); // false
System.out.println("a".matches("\\w")); // \w: [a-zA-Z_0-9]
System.out.println("_".matches("\\w")); // true
System.out.println("1".matches("\\w")); //true
System.out.println("徐".matches("\\w")); // false
System.out.println("徐".matches("\\W")); // [^\w]不能是a-zA-Z_0-9
System.out.println("a".matches("\\W")); // false
System.out.println("23232".matches("\\d")); // false 注意：以上预定义字符都只能匹配单个字符。
// 3、数量词： ? * + {n} {n, } {n, m}
System.out.println("a".matches("\\w?")); // ? 代表0次或1次
System.out.println("".matches("\\w?")); // true
System.out.println("abc".matches("\\w?")); // false
System.out.println("abc12".matches("\\w*")); // * 代表0次或多次
System.out.println("".matches("\\w*")); // true
System.out.println("abc12张".matches("\\w*")); // false（\w不能匹配中文）
System.out.println("abc12".matches("\\w+")); // + 代表1次或多次
System.out.println("".matches("\\w+")); // false（+ 代表1次或多次，不能是0次）
System.out.println("abc12张".matches("\\w+")); // false（\w不能匹配中文）
System.out.println("a3c".matches("\\w{3}")); // {3} 代表要正好是n次
System.out.println("abcd".matches("\\w{3}")); // false（大于3次）
System.out.println("abcd".matches("\\w{3,}")); // {3,} 代表是>=3次
System.out.println("ab".matches("\\w{3,}")); // false（小于3次）
System.out.println("abcde徐".matches("\\w{3,}")); // false（\w不能匹配中文）
System.out.println("abc232d".matches("\\w{3,9}")); // {3, 9} 代表是 大于等于3次，小于等于9次
// 4、其他几个常用的符号：(?i)忽略大小写 、 或：| 、 分组：()
System.out.println("abc".matches("(?i)abc")); // true
System.out.println("ABC".matches("(?i)abc")); // true
System.out.println("aBc".matches("a((?i)b)c")); // true
System.out.println("ABc".matches("a((?i)b)c")); // false
// 需求1：要求要么是3个小写字母，要么是3个数字。
System.out.println("abc".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // true
System.out.println("ABC".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // false
System.out.println("123".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // true
System.out.println("A12".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // false
// 需求2：必须是”我爱“开头，中间可以是至少一个”编程“，最后至少是1个”666“
System.out.println("我爱编程编程666666".matches("我爱(编程)+(666)+")); //true
System.out.println("我爱编程编程66666".matches("我爱(编程)+(666)+")); //false
}
}
2.3 应用案例
public class demo {
public static void main(String[] args) {
//checkPhone();
//checkEmail();
checkTime();
}
private static void checkPhone() {
while (true) {
System.out.println("请输入您的电话号码（手机|座机）：");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
String phone = sc.nextLine(); //nextLine()用来接收一行数据
//校验手机号码的正则表达式
if(phone.matches("(1[3-9]\\d{9})|(0\\d{2,3}-?[1-9]\\d{6,7})")){
System.out.println("您输入的电话号码格式正确");
break;
}else{
System.out.println("您输入的电话号码格式不正确");
}
}
}
private static void checkEmail() {
while (true) {
System.out.println("请输入您的邮箱：");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
String phone = sc.nextLine(); //nextLine()用来接收一行数据
//校验邮箱的正则表达式
if(phone.matches("\\w{2,}@\\w{2,10}(\\.\\w{2,10}){1,2}")){
System.out.println("您输入的邮箱格式正确");
break;
}else{
System.out.println("您输入的邮箱格式不正确");
}
}
}
private static void checkTime() {
while (true) {
System.out.println("请输入需要校验的时间（xx:xx:xx）：");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
String phone = sc.nextLine(); //nextLine()用来接收一行数据
//校验邮箱的正则表达式
if(phone.matches("(([0-9])|(1[0-9])|(2[0-3]))\\:[0-5][0-9]\\:[0-5][0-9]")){
System.out.println("您输入的时间格式正确");
break;
}else{
System.out.println("您输入的时间格式不正确");
}
}
}
}
2.4 用于查找信息
public class demo {
public static void main(String[] args) {
//需求：从以下内容中爬取出，手机，邮箱，座机、400电话等信息。
String data = " 来学习Java，\n" +
" 电话：1866668888，18699997777\n" +
" 或者联系邮箱：boniu@qq.com，\n" +
" 座机电话：01036517895，010-98951256\n" +
" 邮箱：bozai@wosun.cn，\n" +
" 邮箱：0_009@163.com，\n" +
" 热线电话：400-618-9090 ，400-618-4000，4006184000，4006189090";
//定义爬取规则
//手机号：1开头，第二位是3-9，剩下9位是0-9
//座机号：
// 区号是0开头，可能是3位或4位。
// -可有可无
// 座机号是7或8位，不能是0开头
//邮箱：必须有@，@前要有两个及以上的字符，@后要有至少2个最多10个字符，最后至少接上一组.和两个以上的字符（如123@123.com）
//热线电话：400开头，后接一组3位数和一组4位数，中间的-可有可无
//正则表达式中不能随意写空格，会导致结果不对
String regex = "(1[3-9]\\d{9})|(0\\d{2,3}-?[1-9]\\d{6,7})|(\\w{2,}@\\w{2,10}(\\.\\w{2,10}){1,2})|(400-?\\d{3}-?\\d{4})";
//把正则表达式封装成一个Pattern对象
Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
//通过pattern对象去获取查找内容的匹配器对象
Matcher matcher = pattern.matcher(data);
//定义一个循环开始爬取信息
while(matcher.find()){
String rs = matcher.group(); //获取找到的内容
System.out.println(rs);
}
}
}
2.5 用于搜索替换、分割内容
正则表达式用于搜索替换、分割内容，需要结合String提供的如下方法完成
方法名说明public String replaceAll(String regex,String newStr)按照正则表达式匹配的内容进行替换public String[] split(String regex);按照正则表达式匹配的内容进行分割字符串，返回一个字符串数组
public class demo {
public static void main(String[] args) {
//public String replaceAll(String regex,String newStr) 按照正则表达式匹配的内容进行替换
// 需求：请把 古力娜扎ai8888迪丽热巴999aa5566马尔扎哈fbbfsfs42425卡尔扎巴，中间的非中文字符替换成 “-”
String s = "古力娜扎ai8888迪丽热巴999aa5566马尔扎哈fbbfsfs42425卡尔扎巴";
System.out.println(s.replaceAll("\\w+", "-"));
// 需求：某语音系统，收到一个口吃的人说的“我我我喜欢编编编编编编编编编编编编程程程！”，需要优化成“我喜欢编程！”。
String s2 = "我我我喜欢编编编编编编编编编编编编程程程！";
/**
* (.) ：代表一组 .用来匹配任意字符
* \\1 ：为这个组声明一个组号：1号 分组引用
* + ：声明必须是重复的字
* $1 ：可以去取到第1组代表的那个重复的字
*/
System.out.println(s2.replaceAll("(.)\\1+", "$1")); //未接触过的知识
//public String[] split(String regex); 按照正则表达式匹配的内容进行分割字符串，返回一个字符串数组
//需求：请把 古力娜扎ai8888迪丽热巴999aa5566马尔扎哈fbbfsfs42425卡尔扎巴，中的人名获取出来。
String s3 = "古力娜扎ai8888迪丽热巴999aa5566马尔扎哈fbbfsfs42425卡尔扎巴";
String[] arr = s3.split("\\w+");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
三. 异常
异常就是代表程序出现的问题
异常的体系
分为 运行时异常 和 编译时异常
代码层面上的异常处理
· 抛出异常（throws）
在方法上使用throws关键字，可以将方法内部出现的异常跑出去给调用者处理
方法 throws 异常1,异常2，异常3…{
……
}
· 捕获异常（try…catch）
直接捕获程序出现的异常
try{
//监视可能出现异常的代码
}catch(异常类型1 变量){
//处理异常
}catch(异常类型2 变量){
//处理异常
}
public class demo {
public static void main(String[] args) throws ParseException{
//运行时异常（编译阶段不会出现错误提醒）
//Integer.valueOf("abc"); //NumberFormatException
// int[] arr = {1,2,3};
// System.out.println(arr[3]); //ArrayIndexOutOfBoundsException
//编译时异常
//快捷键 ctrl+Alt+T 可以添加try-catch
// try {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
//parse()把字符串时间解析成日期对象
Date d = sdf.parse("2020-11-11 10:24"); //ParseException
System.out.println(d);
// } catch (ParseException e) {
// e.printStackTrace();
// }
}
}
3.1 自定义异常
Java无法为这个世界上全部的问题都提供异常类来代表，如果企业自己的某种问题，想通过异常来表示，以便用异常来管理该问题，那就需要自己来定义异常类
异常的作用
· 异常时用来查寻系统bug的关键参考信息
· 异常可以作为方法内部的一种特殊返回值，以便通知上层调用者底层的执行情况
//demo
public class demo {
public static void main(String[] args){
//需求：保存一个合法的年龄、
//运行时异常
// try {
// //saveAge(23);
// saveAge(160);
// System.out.println("底层执行成功");
// } catch (Exception e) {
// e.printStackTrace();
// System.out.println("底层出现了bug");
// }
//编译时异常
// try {
// saveAge1(256);
// System.out.println("saveAge1底层执行成功");
// } catch (AgeIllegalException e) {
// e.printStackTrace();
// System.out.println("saveAge1底层出现了bug");
// }
}
public static void saveAge1(int age) throws AgeIllegalException{
if(age>0 && age<150){
System.out.println("您输入的年龄"+age+"被成功保存");
}else{
//用一个异常对象来封装这个问题
//throw 抛出去这个异常对象
//throws 用在方法上，抛出方法内部的异常（因为这里是编译时异常，如果方法上不加throws AgeIllegalException底下的一行会标红）
throw new AgeIllegalException("/age is illegal, your age is " + age);
}
}
public static void saveAge(int age){
if(age>0 && age<150){
System.out.println("您输入的年龄"+age+"被成功保存");
}else{
//用一个异常对象来封装这个问题
//throw 抛出去这个异常对象
throw new AgeIllegalRuntimeException("/age is illegal, your age is " + age);
}
}
}
//AgeIllegalException
//要继承Exception，才能成为一个编译时异常类
public class AgeIllegalException extends Exception {
//重写构造器
public AgeIllegalException() {
}
public AgeIllegalException(String message) {
super(message);
}
}
//AgeIllegalRuntimeException
//要继承RuntimeException，才能成为一个运行时异常类
public class AgeIllegalRuntimeException extends RuntimeException {
//重写构造器
public AgeIllegalRuntimeException() {
}
public AgeIllegalRuntimeException(String message) {
super(message);
}
}
3.2 异常的处理
开发中对于异常的常见处理方式一：捕获异常，记录异常并相应合适的信息给用户
//demo
public class demo {
public static void main(String[] args){
try {
test1();
} catch (ParseException e) {
System.out.println("您要解析的时间有问题");
e.printStackTrace(); //打印出异常对象的信息
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("您要找的文件不存在");
e.printStackTrace(); //打印出异常对象的信息
}
}
public static void test1() throws ParseException, FileNotFoundException {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
//Date d = sdf.parse("2020-11-11 13:14");
Date d = sdf.parse("2020-11-11 13:14:15");
System.out.println(d);
test2();
}
public static void test2() throws FileNotFoundException {
//读取文件
InputStream is = new FileInputStream("D:/1.jpg");
}
}
//demo1 对demo中的代码进行一些改进
//因为自己写的时候往往不知道抛出异常的名字，因此可以统一抛出Exception
public class demo1 {
public static void main(String[] args){
try {
test1();
} catch (Exception e) {
System.out.println("您当前的操作有问题");
e.printStackTrace(); //打印出异常对象的信息
}
}
public static void test1() throws Exception {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
//Date d = sdf.parse("2020-11-11 13:14");
Date d = sdf.parse("2020-11-11 13:14:15");
System.out.println(d);
test2();
}
public static void test2() throws Exception {
//读取文件
InputStream is = new FileInputStream("D:/1.jpg");
}
}
开发中对于异常的常见处理方式二：捕获异常，尝试重新修复
//目标：掌握异常的处理方式，捕获异常，尝试修复
public class demo {
public static void main(String[] args){
//需求：调用一个方法，让用户输入一个合适的价格返回为止
//尝试修复
while (true) {
try {
System.out.println(getMoney());
break;
} catch (Exception e) {
System.out.println("请您输入合法的数字！！！");
}
}
}
public static double getMoney(){
Scanner sc = new Scanner(System.in);
while (true) {
System.out.println("请您输入一个合适的价格：");
//这里可能会出现异常，因为用户输入的可能不是数字
double money = sc.nextDouble();
if(money<=0){
System.out.println("您输入的价格有问题，请重新输入");
}else{
return money;
}
}
}
}
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