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Android学习总结之算法篇七（图和矩阵）

news 来源：原创 2025/8/26 17:12:00

有向图的深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）的示例，以此来模拟遍历 GC Root 引用链这种有向图结构：

一、深度优先搜索（DFS）

import java.util.*;public class GraphDFS {private final int V; // 顶点数量private final LinkedList<Integer>[] adj; // 邻接表// 构造函数GraphDFS(int v) {V = v;adj = new LinkedList[v];for (int i = 0; i < v; ++i)adj[i] = new LinkedList<>();}// 添加边void addEdge(int v, int w) {adj[v].add(w);}// 深度优先搜索辅助函数void DFSUtil(int v, boolean[] visited) {// 标记当前节点为已访问并打印visited[v] = true;System.out.print(v + " ");// 递归访问所有邻接节点Iterator<Integer> i = adj[v].listIterator();while (i.hasNext()) {int n = i.next();if (!visited[n])DFSUtil(n, visited);}}// 深度优先搜索void DFS(int v) {// 标记所有节点为未访问boolean[] visited = new boolean[V];DFSUtil(v, visited);}public static void main(String[] args) {GraphDFS g = new GraphDFS(4);g.addEdge(0, 1);g.addEdge(0, 2);g.addEdge(1, 2);g.addEdge(2, 0);g.addEdge(2, 3);g.addEdge(3, 3);System.out.println("从顶点 2 开始的深度优先搜索结果:");g.DFS(2);}
}

二、广度优先搜索（BFS）

import java.util.*;public class GraphBFS {private final int V; // 顶点数量private final LinkedList<Integer>[] adj; // 邻接表// 构造函数GraphBFS(int v) {V = v;adj = new LinkedList[v];for (int i = 0; i < v; ++i)adj[i] = new LinkedList<>();}// 添加边void addEdge(int v, int w) {adj[v].add(w);}// 广度优先搜索void BFS(int s) {// 标记所有节点为未访问boolean[] visited = new boolean[V];// 创建一个队列用于 BFSLinkedList<Integer> queue = new LinkedList<>();// 标记当前节点为已访问并加入队列visited[s] = true;queue.add(s);while (queue.size() != 0) {// 出队并打印s = queue.poll();System.out.print(s + " ");// 获取所有邻接节点Iterator<Integer> i = adj[s].listIterator();while (i.hasNext()) {int n = i.next();if (!visited[n]) {visited[n] = true;queue.add(n);}}}}public static void main(String[] args) {GraphBFS g = new GraphBFS(4);g.addEdge(0, 1);g.addEdge(0, 2);g.addEdge(1, 2);g.addEdge(2, 0);g.addEdge(2, 3);g.addEdge(3, 3);System.out.println("从顶点 2 开始的广度优先搜索结果:");g.BFS(2);}
}

代码解释

  • 深度优先搜索（DFS）：通过递归的方式，尽可能深地访问图中的节点。在访问一个节点后，标记其为已访问，然后递归地访问其未被访问的邻接节点。
  • 广度优先搜索（BFS）：使用队列来实现，从起始节点开始，将其标记为已访问并加入队列。然后不断从队列中取出节点，访问其未被访问的邻接节点，并将这些邻接节点加入队列。

三、蛇形打印矩阵 

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ZigzagMatrixPrinter {/*** 以蛇形顺序打印矩阵元素* @param matrix 输入的二维矩阵* @return 包含蛇形顺序元素的列表*/public static List<Integer> zigzagOrder(int[][] matrix) {// 用于存储最终蛇形打印结果的列表List<Integer> result = new ArrayList<>();// 检查输入的矩阵是否为空或无效// 如果矩阵为空，或者矩阵没有行，或者矩阵的第一行没有元素，直接返回空列表if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {return result;}// 获取矩阵的行数int rows = matrix.length;// 获取矩阵的列数int cols = matrix[0].length;// 遍历矩阵的每一行for (int i = 0; i < rows; i++) {// 判断当前行是否为偶数行（行索引从 0 开始，所以索引为偶数的行是偶数行）if (i % 2 == 0) {// 偶数行从左到右打印// 遍历当前行的每一列for (int j = 0; j < cols; j++) {// 将当前元素添加到结果列表中result.add(matrix[i][j]);}} else {// 奇数行从右到左打印// 从当前行的最后一列开始，逆序遍历到第一列for (int j = cols - 1; j >= 0; j--) {// 将当前元素添加到结果列表中result.add(matrix[i][j]);}}}// 返回存储蛇形打印结果的列表return result;}public static void main(String[] args) {// 定义一个示例矩阵int[][] matrix = {{1, 2, 3},{4, 5, 6},{7, 8, 9}};// 调用 zigzagOrder 方法进行蛇形打印，并将结果存储在 result 列表中List<Integer> result = zigzagOrder(matrix);// 打印蛇形打印的结果System.out.println(result);}
}

四、顺时针打印矩阵（螺旋打印） 

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class SpiralPrintMatrix {public static void main(String[] args) {// 定义一个二维数组表示矩阵int[][] matrix = {{1, 2, 3},{4, 5, 6},{7, 8, 9}};// 调用螺旋打印矩阵的方法，得到打印结果列表List<Integer> result = spiralOrder(matrix);// 遍历结果列表，打印每个元素for (int num : result) {System.out.print(num + " ");}}/*** 以螺旋顺序（顺时针）遍历矩阵的方法* @param matrix 要遍历的矩阵* @return 包含螺旋遍历结果的列表*/public static List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {// 用于存储螺旋遍历结果的列表List<Integer> result = new ArrayList<>();// 检查矩阵是否为空或无效，如果是则直接返回空列表if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {return result;}// 获取矩阵的行数int rows = matrix.length;// 获取矩阵的列数int cols = matrix[0].length;// 初始化左边界为 0int left = 0;// 初始化右边界为列数减 1int right = cols - 1;// 初始化上边界为 0int top = 0;// 初始化下边界为行数减 1int bottom = rows - 1;// 当左边界小于等于右边界且上边界小于等于下边界时，继续循环while (left <= right && top <= bottom) {// 从左到右打印上边界的元素for (int j = left; j <= right; j++) {result.add(matrix[top][j]);}// 上边界向下移动一行top++;// 从上到下打印右边界的元素for (int i = top; i <= bottom; i++) {result.add(matrix[i][right]);}// 右边界向左移动一列right--;// 检查上边界是否仍然小于等于下边界if (top <= bottom) {// 从右到左打印下边界的元素for (int j = right; j >= left; j--) {result.add(matrix[bottom][j]);}// 下边界向上移动一行bottom--;}// 检查左边界是否仍然小于等于右边界if (left <= right) {// 从下到上打印左边界的元素for (int i = bottom; i >= top; i--) {result.add(matrix[i][left]);}// 左边界向右移动一列left++;}}// 返回包含螺旋遍历结果的列表return result;}
}

五、矩阵置零

/*** 将矩阵中值为 0 的元素所在的行和列的所有元素都置为 0* * @param matrix 输入的二维矩阵*/
public void setZeroes(int[][] matrix) {// 获取矩阵的行数int m = matrix.length;// 获取矩阵的列数int n = matrix[0].length;// 标记第一行是否原本就存在 0boolean firstRowHasZero = false;// 标记第一列是否原本就存在 0boolean firstColHasZero = false;// 检查第一行是否有 0for (int j = 0; j < n; j++) {if (matrix[0][j] == 0) {// 如果第一行存在 0，将标记置为 truefirstRowHasZero = true;// 一旦发现 0，无需继续检查该行其他元素，跳出循环break;}}// 检查第一列是否有 0for (int i = 0; i < m; i++) {if (matrix[i][0] == 0) {// 如果第一列存在 0，将标记置为 truefirstColHasZero = true;// 一旦发现 0，无需继续检查该列其他元素，跳出循环break;}}// 标记需要置为 0 的行和列// 从第二行第二列开始遍历矩阵（避开第一行和第一列，因为它们用于标记）for (int i = 1; i < m; i++) {for (int j = 1; j < n; j++) {if (matrix[i][j] == 0) {// 如果当前元素为 0，将该元素所在行的第一个元素置为 0，标记该行需要置 0matrix[i][0] = 0;// 如果当前元素为 0，将该元素所在列的第一个元素置为 0，标记该列需要置 0matrix[0][j] = 0;}}}// 根据标记置 0// 再次从第二行第二列开始遍历矩阵for (int i = 1; i < m; i++) {for (int j = 1; j < n; j++) {if (matrix[i][0] == 0 || matrix[0][j] == 0) {// 如果当前元素所在行的第一个元素为 0 或者所在列的第一个元素为 0，将该元素置为 0matrix[i][j] = 0;}}}// 处理第一行if (firstRowHasZero) {// 如果第一行原本就有 0，将第一行所有元素置为 0for (int j = 0; j < n; j++) {matrix[0][j] = 0;}}// 处理第一列if (firstColHasZero) {// 如果第一列原本就有 0，将第一列所有元素置为 0for (int i = 0; i < m; i++) {matrix[i][0] = 0;}}
}

六、拿两堆宝石，保证会赢

问题分析

这是一个典型的博弈论问题，目标是通过策略确保先手必胜。关键在于通过第一步操作使两堆宝石数量相等，之后采取对称策略（对方从某堆拿 k 个，自己从另一堆拿 k 个），最终自己拿完最后一个宝石。

必胜策略

  1. 初始状态：两堆宝石数量为 12 和 13，差值为 1。
  2. 第一步操作：从数量为 13 的堆中拿走 1 个，使两堆均为 12 个，形成对称状态。
  3. 后续策略：对方从某一堆拿 k 个（1≤k≤3），自己从另一堆拿 k 个，始终保持两堆数量相等，最终自己拿完最后一个宝石。

Java 代码实现

public class StoneGameStrategy {public static void main(String[] args) {int pile1 = 12;int pile2 = 13;// 先手第一步操作：使两堆数量相等int firstMove = Math.abs(pile1 - pile2);if (pile1 < pile2) {pile2 -= firstMove;} else {pile1 -= firstMove;}System.out.println("第一步从数量为 " + (pile1 + firstMove) + " 的堆中拿 " + firstMove + " 个");System.out.println("剩余两堆数量：" + pile1 + " 和 " + pile2);System.out.println("之后对方拿k个，自己从另一堆拿k个，确保最终获胜");}
}

代码解释

  1. 计算初始差值：通过 Math.abs(pile1 - pile2) 计算两堆宝石数量的差值，初始差值为 1。
  2. 调整数量：从数量多的堆中拿走差值个宝石（本例中从 13 个的堆拿 1 个），使两堆数量相等（均为 12 个）。
  3. 对称策略：后续对方每次从某一堆拿 k 个，自己从另一堆拿 k 个，始终保持两堆数量相等，最终自己拿完最后一个宝石，确保胜利。

结论

先手第一步从数量为 13 的堆中拿走 1 个宝石，之后采取对称策略，即可保证必胜。

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编程日记 2025/8/21 23:14:06

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1、可变系数除法实现----利用除法的本质 timescale 1ns / 1ps // // Company: // Engineer: // // Create Date: 2025/04/15 13:45:39 // Design Name: // Module Name: divide_1 // Project Name: // Target Devices: // Tool Versions: // Description: // // Depe…...

编程日记 2025/8/17 19:05:04

win32汇编环境,网络编程入门之十九

;win32汇编环境,网络编程入门之十九 ;在这一编程里&#xff0c;我们学习一下如何使用gethostbyname函数&#xff0c;也顺便学一下如何将C定义的函数在WIN32汇编环境中使用 ;先看一下官方解释&#xff1a;从主机数据库中检索与主机名对应的主机信息。 ;它的原理是从你的电脑DNS中…...

编程日记 2025/8/22 13:31:41

Java学习手册：Java线程安全与同步机制

在Java并发编程中&#xff0c;线程安全和同步机制是确保程序正确性和数据一致性的关键。当多个线程同时访问共享资源时&#xff0c;如果不加以控制&#xff0c;可能会导致数据不一致、竞态条件等问题。本文将深入探讨Java中的线程安全问题以及解决这些问题的同步机制。 线程安…...

编程日记 2025/8/25 6:45:51

在生信分析中，从生物学数据库中下载的序列存放在哪里？要不要建立一个小型数据库，或者存放在Gitee上？

李升伟 整理 在Galaxy平台中使用时&#xff0c;从NCBI等生物学数据库下载的DNA序列的存储位置和管理方式需要根据具体的工作流程和需求进行调整。以下是详细的分步说明和建议&#xff1a; 一、Galaxy中DNA序列的默认存储位置 在Galaxy的“历史记录”&#xff08;History&…...

编程日记 2025/8/20 2:26:08

Python异步编程入门：Async/Await实战详解

引言 在当今高并发的应用场景下&#xff0c;传统的同步编程模式逐渐暴露出性能瓶颈。Python通过asyncio模块和async/await语法为开发者提供了原生的异步编程支持。本文将手把手带你理解异步编程的核心概念&#xff0c;并通过实际代码案例演示如何用异步爬虫提升10倍效率&#…...

编程日记 2025/8/20 21:54:27

cmd 终端输出乱码问题 |Visual Studio 控制台输出中文乱码解决

在网上下载&#xff0c;或者移植别人的代码到自己的电脑&#xff0c;使用VS运行后&#xff0c;控制台输出中文可能出现乱码。这是因为源代码的编码格式和控制台的编码格式不一致。 文章目录 查看源代码文件编码格式查看输出控制台编码格式修改编码格式修改终端代码页 补充总结 …...

编程日记 2025/8/24 5:58:17

【算法】椭圆曲线签名（ECDSA）

&#x1f914;什么是椭圆曲线签名&#xff08;ECDSA&#xff09;&#xff1f; 椭圆曲线签名算法&#xff08;Elliptic Curve Digital Signature Algorithm&#xff0c;简称 ECDSA&#xff09;是一种基于 椭圆曲线密码学 的数字签名算法。它主要用于加密货币&#xff08;如 Bit…...

编程日记 2025/8/25 1:16:37

Linux下使用MTK的SP_Flash_tool刷机工具

MTK的SP_Flash_tool刷机工具安装流程如下&#xff1a; 1、解压SP_Flash_Tool_Linux_v5.1336.00.100_Customer.zip unzip SP_Flash_Tool_exe_Linux_64Bit_v5.1520.00.100.zip 2、首先安装 libusb-dev 这个包&#xff1a; sudo apt-get install libusb-dev 3、安装成功之后…...

编程日记 2025/8/24 16:08:20

FRP内网穿透代理两个web页面（多端口内网穿透）

内网机器代理两个web页面出来 下载frp 选择0.51.2版本下载&#xff0c;高版本测试为成功 frp下载地址 部署frp server端&#xff08;公网部署&#xff09; #上传到opt rootsdgs-server07:/opt# ll frp_0.51.2_linux_amd64.tar.gz -rw-r--r-- 1 root root 11981480 Apr 15 1…...

编程日记 2025/8/25 0:21:16

Jenkins插件下载慢解决办法

jenkins设置插件使用国内镜像_jenkins 国内镜像-CSDN博客 国内源 以下是一些常用的国内 Jenkins 插件更新源地址&#xff1a; 清华大学&#xff1a;https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/jenkins/updates/update-center.json华为开源镜像站&#xff1a;https://mirrors.huawei…...

编程日记 2025/8/23 18:17:38

【Unity笔记】Unity开发笔记：ScriptableObject实现高效游戏配置管理（含源码解析）

在Unity开发中&#xff0c;高效管理游戏配置数据是提升开发效率的关键。本文分享如何使用ScriptableObject构建可编辑的键值对存储系统&#xff0c;并实现运行时动态读取。 一、为什么选择ScriptableObject&#xff1f; 1.1 ScriptableObject的核心优势 独立资源&#xff1a;…...

编程日记 2025/8/22 4:39:09