查找数组中的最小值和最大值：Java 编程的有效方法

使用数组是 Java 编程的基本部分，一个常见的要求是找到数组中的 最小值 和 最大值 值。

在这里，我们将介绍六种不同的方法用于查找数组中的最小值和最大值 int[] arr = {5, 2, 7, 4, 8, 5, 9, 6},每个都有其独特的优势和用例。

1. 使用 Arrays.stream() (Java 8 )

这种方法利用 Java Streams 以简洁、可读的方式查找最小值和最大值。

int[] arr = {5, 2, 7, 4, 8, 5, 9, 6};
int min = Arrays.stream(arr).min().getAsInt();
int max = Arrays.stream(arr).max().getAsInt();

优点：

• 可读性：代码干净简洁。
• 现代 Java：利用 Java 8 功能，例如流。

缺点：

• 额外内存：流可以创建额外的对象，影响内存使用。

用例：非常适合希望使用现代 Java 风格并寻求简单、可读代码的开发人员。

2. 使用 Collections.min() 和 Collections.max()

此方法使用 Java 集合将数组转换为列表并查找最小值和最大值。

int min = Collections.min(Arrays.asList(Arrays.stream(arr).boxed().toArray(Integer[]::new)));
int max = Collections.max(Arrays.asList(Arrays.stream(arr).boxed().toArray(Integer[]::new)));

优点：

• 熟悉 Java 集合：对于那些习惯使用集合框架的人来说，这种方法可能会感觉更舒服。

缺点：

• 额外处理：数组必须装箱（从 int 转换为 Integer），然后转换为列表，这需要更多内存和时间。

用例：在基于集合的代码库中工作时很有用，其中其他数据结构可能已经是列表。

3. 使用简单循环（传统方法）

传统方法使用简单的循环来迭代数组，比较每个元素以找到最小值和最大值。

int min = arr[0];
int max = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
    if (arr[i] < min) {
        min = arr[i];
    }
    if (arr[i] > max) {
        max = arr[i];
    }
}

优点：

• 效率：该方法效率很高，时间复杂度为 O(n)。
• 没有额外的内存：没有创建额外的数据结构。

缺点：

• 基本语法：有些人可能会发现它不如新的 Java 方法优雅。

用例：非常适合那些需要简单解决方案且无需额外内存开销的人。

4.使用Math.min()和Math.max()

在此方法中，循环与 Math.min() 和 Math.max() 函数结合使用来确定最小值和最大值。

int min = arr[0];
int max = arr[0];
for (int num : arr) {
    min = Math.min(min, num);
    max = Math.max(max, num);
}

优点：

• 可读性：使用 Math.min() 和 Math.max() 使代码易于理解。
• 效率：仍然是O(n)，并且不需要额外的数据结构。

缺点：

• 开销：由于函数调用，效率比简单循环稍低。

用例：推荐给那些重视可读性并且已经熟悉 Java 数学类的人。

5. 单循环查找两者（针对更少的比较进行了优化）

这个优化循环通过成对处理元素来减少比较次数。如果数组长度为奇数，则循环从第一个元素开始；如果偶数，则从前两个开始。

int[] arr = {5, 2, 7, 4, 8, 5, 9, 6};
int min = Arrays.stream(arr).min().getAsInt();
int max = Arrays.stream(arr).max().getAsInt();

优点：

• 性能：减少比较，在某些情况下使其更快。
• 效率：在 O(n) 时间内处理数组。

缺点：

• 复杂性：比基本循环稍难阅读。

用例：适用于每次比较都很重要的性能关键型应用程序。

6.使用Arrays.sort()（如果数组修改是可接受的）

此方法对数组进行排序，然后检索最小值（第一个元素）和最大值（最后一个元素）。

int min = Collections.min(Arrays.asList(Arrays.stream(arr).boxed().toArray(Integer[]::new)));
int max = Collections.max(Arrays.asList(Arrays.stream(arr).boxed().toArray(Integer[]::new)));

优点：

• 简单性：如果数组修改不是问题，则非常简单。

缺点：

• 性能：Arrays.sort() 的时间复杂度为 O(n log n)，比其他方法慢。
• 数组修改：改变原始数组。

用例：仅当可以接受数组排序并且不介意修改原始数组时才使用此方法。

时间复杂度和内存比较

Method	Time Complexity	Extra Memory Usage
Arrays.stream()	O(n)	Additional stream objects
Collections.min/max	O(n)	Requires boxed integers
Simple loop	O(n)	Constant
Math.min/max loop	O(n)	Constant
Single optimized loop	O(n)	Constant, fewer comparisons
Arrays.sort()	O(n log n)	In-place (modifies array)

建议

• 为了可读性：简单的循环或Math.min/max方法提供了可读且高效的解决方案。
• 对于现代 Java：如果您熟悉 Java 8，请使用 Arrays.stream() 。
• 为了获得最大性能：单个优化循环最适合性能关键型应用程序。
• 如果您不想更改原始数组或需要最快的解决方案，请避免使用 Arrays.sort()。

选择正确的方法

选择最佳方法取决于多种因素：

• 需要最小值和最大值：以上所有方法都可以找到最小值和最大值。
• 数组修改：只有Arrays.sort()修改数组。
• 性能要求：根据应用程序的复杂程度进行选择。
• 代码可读性：更简单的方法通常更容易维护。
• Java 版本：Arrays.stream() 需要 Java 8 .

选择最适合您的项目要求、编码风格和性能需求的方法。每种方法都有其独特的优势，可以更轻松地定制您的方法以获得最佳结果。

欢迎对本文进行任何更正或补充。

int[] arr = {5, 2, 7, 4, 8, 5, 9, 6};
int min = Arrays.stream(arr).min().getAsInt();
int max = Arrays.stream(arr).max().getAsInt();

以上是查找数组中的最小值和最大值：Java 编程的有效方法的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！