JAVA经典百题之数组逆序输出

题目:将一个数组逆序输出。

程序分析

要将一个数组逆序输出，即将数组中的元素顺序颠倒过来，可以使用多种方法。基本思路是创建一个新数组或修改原数组，将元素的顺序颠倒。

方法1: 创建新数组实现

思路

1. 创建一个新的数组，长度与原数组相同。
2. 使用两个指针，一个指向原数组的起始位置，另一个指向新数组的末尾位置。
3. 从原数组中逐个取出元素，将其放入新数组对应的位置，并更新指针位置。
4. 重复步骤3，直到原数组的所有元素都被放入新数组。
5. 最终得到新数组，其中的元素顺序为逆序。

代码

public static int[] reverseArray(int[] arr) {
    int length = arr.length;
    int[] reversedArr = new int[length];
    int newIndex = 0;
    
    for (int i = length - 1; i >= 0; i--) {
        reversedArr[newIndex] = arr[i];
        newIndex++;
    }
    
    return reversedArr;
}

优点

• 不修改原数组，生成新的逆序数组。
• 算法简单，易于理解。

缺点

• 需要额外的内存空间来存储新数组。

方法2: 修改原数组实现

思路

1. 使用两个指针，一个指向原数组的起始位置，另一个指向原数组的末尾位置。
2. 交换这两个指针所指向的元素。
3. 将起始指针向后移动，将末尾指针向前移动。
4. 重复步骤2和3，直到起始指针不小于末尾指针。
5. 原数组的元素顺序已经被逆序修改。

代码

public static void reverseArrayInPlace(int[] arr) {
    int start = 0;
    int end = arr.length - 1;
    
    while (start < end) {
        int temp = arr[start];
        arr[start] = arr[end];
        arr[end] = temp;
        
        start++;
        end--;
    }
}

优点

• 不需要额外的内存空间，直接修改原数组。
• 算法简单，空间复杂度低。

缺点

• 修改了原数组的顺序，可能不适用于需要保持原数组不变的情况。

方法3: 使用递归实现

思路

1. 递归方法的基本情况是数组为空或只有一个元素，此时无需逆序操作，直接返回原数组。
2. 对于其他情况，可以递归地将数组的子部分逆序，然后将第一个元素放在逆序后的数组的末尾。
3. 递归终止条件是数组长度为0或1。

代码

public static void reverseArrayRecursive(int[] arr, int start, int end) {
    if (start >= end) {
        return;
    }

    int temp = arr[start];
    arr[start] = arr[end];
    arr[end] = temp;

    reverseArrayRecursive(arr, start + 1, end - 1);
}

public static void reverseArray(int[] arr) {
    reverseArrayRecursive(arr, 0, arr.length - 1);
}

优点

• 不需要额外的内存空间，直接修改原数组。
• 使用递归，可以将问题分解为更小的子问题，增加代码的可读性。

缺点

• 递归方法可能导致栈溢出，对于非常大的数组不适用。
• 递归方法在某些情况下可能不如迭代方法高效。

总结和推荐

• 方法2（修改原数组实现）通常是最好的选择，因为它不需要额外的内存空间，直接修改原数组，适用于大多数情况。
• 方法1（创建新数组实现）适用于需要保持原数组不变的情况，但需要额外的内存空间。
• 方法3（使用递归实现）可以增加代码的可读性，但对于大数组可能会导致栈溢出，不太适用。只有在递归深度不会很大的情况下才建议使用。