一、题目:调整数组顺序使奇数位于偶数前面
题目:输入一个整数数组,实现一个函数来调整该数组中数字的顺序,使得所有奇数位于数组的前半部分,所有偶数位于数组的后半部分。
例如有以下一个整数数组:12345,经过调整后可以为:15342、13542、13524等等。
二、解题思路
2.1 基本解法
如果不考虑时间复杂度,最简单的思路应该是从头扫描这个数组,每碰到一个偶数时,拿出这个数字,并把位于这个数字后面的所有数字往前挪动一位。挪完之后在数组的末尾有一个空位,这时把该偶数放入这个空位。由于每碰到一个偶数就需要移动O(n)个数字,因此总的时间复杂度是O(n2)。
2.2 高效解法
这里可以参考快速排序的思想,快速排序的基本思想是:通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序的目的。
因此,我们可以借鉴快速排序的思想,通过设置两个指针来进行交换操作,从而减少移动次数,提高效率:
Step1.第一个指针初始化时指向数组的第一个数字,它只向后移动;
Step2.第二个指针初始化时指向数组的最后一个数字,它只向前移动。
Step3.在两个指针相遇之前,第一个指针总是位于第二个指针的前面。如果第一个指针指向的数字是偶数,并且第二个指针指向的数字是奇数,我们就交换这两个数字。
下图展示了调整数组{1,2,3,4,5}使得奇数位于偶数前面的过程:
三、解决问题
3.1 代码实现
(1)基本功能实现
public static void ReorderOddEven(int[] datas)
{
if (datas == null || datas.Length <= )
{
return;
} int begin = ;
int end = datas.Length - ;
int temp = -; while (begin < end)
{
// 向后移动begin,直到它指向偶数
while (begin < end && datas[begin] % != )
{
begin++;
}
// 向前移动pEnd,直到它指向奇数
while (begin < end && datas[end] % == )
{
end--;
} if (begin < end)
{
// 交换偶数和奇数
temp = datas[begin];
datas[begin] = datas[end];
datas[end] = temp;
}
}
}
怎么样,看起来是不是和快速排序的代码如出一辙?
(2)可扩展性实现
如果把题目改成把数组中的数按照大小分为两部分,所有负数都在非负数的前面,又或者改改,变成把数组中的数分为两部分,能被3整除的数都在不能被3整除的数的前面。面对需求的变化,我们发现代码变化的部分很小,因此从可扩展性的角度考虑,我们可以改写上面的代码如下,这里利用了.NET中的“函数指针”—委托来实现。
①方法实现
public static void ReorderOddEven(int[] datas, Predicate<int> func)
{
if (datas == null || datas.Length <= )
{
return;
} int begin = ;
int end = datas.Length - ;
int temp = -; while (begin < end)
{
// 向后移动begin,直到它指向偶数
while (begin < end && !func(datas[begin]))
{
begin++;
}
// 向前移动pEnd,直到它指向奇数
while (begin < end && func(datas[end]))
{
end--;
} if (begin < end)
{
// 交换偶数和奇数
temp = datas[begin];
datas[begin] = datas[end];
datas[end] = temp;
}
}
}
这里使用了.NET中的预定义委托Predicate,有不了解预定义委托的朋友可以阅读我另一篇博文:《.NET中那些所谓的新语法之三》,这里就不再赘述了。
②如何调用
// 判断奇数还是偶数
ReorderHelper.ReorderOddEven(numbers, new Predicate<int>((num) => num % == ));
// 判断是能否被3整除
ReorderHelper.ReorderOddEven(numbers, new Predicate<int>((num) => num % == ));
这里使用了.NET中的Lambda表达式,同样,有不了解Lambda表达式的朋友也可以阅读我的另一篇博文:《.NET中那些所谓的新语法之三》,这里也就不再赘述了。
3.2 单元测试
首先,这里封装了一个用于比较两个数组中的元素值是否相等的辅助方法:
// 辅助方法:对比两个数组是否一致
public bool ArrayEqual(int[] ordered, int[] expected)
{
if (ordered.Length != expected.Length)
{
return false;
} bool result = true;
for (int i = ; i < ordered.Length; i++)
{
if (ordered[i] != expected[i])
{
result = false;
break;
}
} return result;
}
(1)功能测试
// Test1:输入数组中的奇数、偶数交替出现
[TestMethod]
public void ReorderTest1()
{
int[] numbers = { , , , , , , };
int[] expected = { , , , , , , };
ReorderHelper.ReorderOddEven(numbers);
Assert.AreEqual(ArrayEqual(numbers, expected), true);
} // Test2:输入数组中的所有偶数都出现在奇数的前面
[TestMethod]
public void ReorderTest2()
{
int[] numbers = { , , , , , , };
int[] expected = { , , , , , , };
ReorderHelper.ReorderOddEven(numbers);
Assert.AreEqual(ArrayEqual(numbers, expected), true);
} // Test3:输入数组中的所有奇数都出现在偶数的前面
[TestMethod]
public void ReorderTest3()
{
int[] numbers = { , , , , , , };
int[] expected = { , , , , , , };
ReorderHelper.ReorderOddEven(numbers);
Assert.AreEqual(ArrayEqual(numbers, expected), true);
}
(2)特殊输入测试
// Test4:输入的数组只包含一个数字-奇数
[TestMethod]
public void ReorderTest4()
{
int[] numbers = { };
int[] expected = { };
ReorderHelper.ReorderOddEven(numbers);
Assert.AreEqual(ArrayEqual(numbers, expected), true);
} // Test5:输入的数组只包含一个数字-偶数
[TestMethod]
public void ReorderTest5()
{
int[] numbers = { };
int[] expected = { };
ReorderHelper.ReorderOddEven(numbers);
Assert.AreEqual(ArrayEqual(numbers, expected), true);
} // Test6:NULL指针
[TestMethod]
public void ReorderTest6()
{
int[] numbers = null;
int[] expected = null;
ReorderHelper.ReorderOddEven(numbers);
Assert.AreEqual(numbers, expected);
}
(3)测试结果
①用例通过情况
②代码覆盖率