圖解| Java查找數(shù)組中最大值的5種方法！

文章來源于公眾號：Java中文社群 作者：磊哥

我們在一些特定場景下，例如查詢公司員工的最高薪資，以及班級的最高成績又或者是面試中都會遇到查找最大值的問題，所以本文我們就來列舉一下查詢數(shù)組中最大值的 5 種方法。

首先我們來看最原始也是最“笨”的實現(xiàn)方法：循環(huán)對比和遞歸對比。

方式一：循環(huán)對比

循環(huán)對比的執(zhí)行流程如下圖所示：

從上圖可以看出，循環(huán)對比的核心是定義一個最大值，然后循環(huán)對比每一個元素，如果元素的值大于最大值就將最大值更新為此元素的值，再進(jìn)行下一次比較，直到循環(huán)結(jié)束我們就能找到最大值了，實現(xiàn)代碼如下：

public class ArrayMaxTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3, 7, 2, 1, -4};
        int max = findMaxByFor(arr); // 查找最大值
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }


    /**
     * 通過 for 循環(huán)查找最大值
     * @param arr 待查詢數(shù)組
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxByFor(int[] arr) {
        int max = 0; // 最大值
        for (int item : arr) {
            if (item > max) { // 當(dāng)前值大于最大值，賦值為最大值
                max = item;
            }
        }
        return max;
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果為：

最大值是：7

方式二：遞歸對比

遞歸對比的核心是先定義兩個位置（起始位置和結(jié)束位置），每次對比開始位置和結(jié)束位置值的大小，當(dāng)開始位置的值大于結(jié)束位置值時，將最大值設(shè)置為開始位置的值，然后將結(jié)束位置 -1（往前移動一位），繼續(xù)遞歸調(diào)用；相反，當(dāng)結(jié)束位置的值大于開始位置時，將最大值設(shè)置為結(jié)束位置的值，將開始位置 +1（往后移動一位），繼續(xù)遞歸調(diào)用對比，直到遞歸結(jié)束就可以返回最大值了，執(zhí)行流程如下圖所示：

實現(xiàn)代碼如下：

public class ArrayMax {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3, 7, 2, 1, -4};
        int max = findMaxByRecursive(arr, 0, arr.length - 1, 0); // 根據(jù) Collections 查找最大值
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }


    /**
     * 根據(jù)遞歸查詢最大的值
     * @param arr  待查詢數(shù)組
     * @param head 最前面的元素的下標(biāo)
     * @param last 最末尾的元素的下標(biāo)
     * @param max  （臨時）最大值
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxByRecursive(int[] arr, int head, int last, int max) {
        if (head == last) {
            // 遞歸完了，返回結(jié)果
            return max;
        } else {
            if (arr[head] > arr[last]) {
                max = arr[head]; // 賦最大值
                // 從后往前移動遞歸
                return findMaxByRecursive(arr, head, last - 1, max);
            } else {
                max = arr[last]; // 賦最大值
                // 從前往后移動遞歸
                return findMaxByRecursive(arr, head + 1, last, max);
            }
        }
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果為：

最大值是：7

方式三：依賴 Arrays.sort() 實現(xiàn)

根據(jù) Arrays.sort 方法可以將數(shù)組從小到大進(jìn)行排序，排序完成之后，取最后一位的值就是最大值了，實現(xiàn)代碼如下：

import java.util.Arrays;


public class ArrayMax {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3, 7, 2, 1, -4};
        int max = findMaxBySort(arr); // 根據(jù) Arrays.sort 查找最大值
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }


    /**
     * 根據(jù) Arrays.sort 查找最大值
     * @param arr 待查詢數(shù)組
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxBySort(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
        return arr[arr.length - 1];
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果為：

最大值是：7

方式四：根據(jù) Arrays.stream() 實現(xiàn)

stream 是 JDK 8 新增的核心功能之一，使用它我們可以很方便的實現(xiàn)很多功能，比如查找最大值、最小值等，實現(xiàn)代碼如下：

import java.util.Arrays;


public class ArrayMax {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3, 7, 2, 1, -4};
        int max = findMaxByStream(arr); // 根據(jù) stream 查找最大值
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }


    /**
     * 根據(jù) stream 查找最大值
     * @param arr 待查詢數(shù)組
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxByStream(int[] arr) {
        return Arrays.stream(arr).max().getAsInt();
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果為：

最大值是：7

方式五：依賴 Collections.max() 實現(xiàn)

使用 Collections 集合工具類也可以查找最大值和最小值，但在使用之前我們想要將數(shù)組（Array）轉(zhuǎn)換成集合（List），實現(xiàn)代碼如下：

import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;


public class ArrayMax {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3, 7, 2, 1, -4};
        int max = findMaxByCollections(arr); // 根據(jù) Collections 查找最大值
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }


    /**
     * 根據(jù) Collections 查找最大值
     * @param arr 待查詢數(shù)組
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxByCollections(int[] arr) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(
                org.apache.commons.lang3.ArrayUtils.toObject(arr));
        return Collections.max(list);
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果為：

最大值是：7

擴(kuò)展知識：Arrays.sort 方法執(zhí)行原理

為了搞明白 Arrays#sort 方法執(zhí)行的原理，我們查看了源碼發(fā)現(xiàn) sort 方法的核心是通過循環(huán)進(jìn)行排序的，源碼如下：

for (int i = left, j = i; i < right; j = ++i) {
 int ai = a[i + 1];
 while (ai < a[j]) {
  a[j + 1] = a[j];
  if (j-- == left) {
   break;
  }
 }
 a[j + 1] = ai;
}

執(zhí)行流程如下圖所示：

總結(jié)

本文介紹了 5 種查詢數(shù)組中最大值的方法，從大的維度可分為：手動實現(xiàn)和依賴接口實現(xiàn)。手動實現(xiàn)主要是通過循環(huán)和遞歸對比的方式，但這種方式并不推薦，因為它不夠優(yōu)雅；依賴接口實現(xiàn)的方法有很多，其中主要推薦使用的是使用 stream 來實現(xiàn)查找最大值，因為它足夠簡單優(yōu)雅。

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