一、引言
在Java面試中，數組相關的算法題是考察候選人基礎算法能力的常見類型。面試官通過這些問題了解候選人在面對具體問題時的邏輯思維和代碼實現能力。本文將深入剖析常見的數組算法面試題，結合實際開發場景，幫助讀者全面掌握這些知識點。
二、數組查找
- 面試題：如何在數組中查找一個特定的元素？
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答案 ：可以通過遍歷數組，逐個比較元素的值來查找特定元素。也可以使用更高效的算法，如二分查找（適用于有序數組）。
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代碼示例（遍歷查找） ：
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public class ArraySearch {public static int searchElement(int[] arr, int target) {for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (arr[i] == target) {return i; // 返回元素的索引}}return -1; // 未找到元素}public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9};int target = 5;int index = searchElement(arr, target);if (index != -1) {System.out.println("元素" + target + "在數組中的索引是：" + index);} else {System.out.println("元素" + target + "不在數組中");}} }
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代碼示例（二分查找） ：
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public class BinarySearch {public static int binarySearch(int[] arr, int target) {int low = 0;int high = arr.length - 1;while (low <= high) {int mid = (low + high) / 2;if (arr[mid] == target) {return mid;} else if (arr[mid] < target) {low = mid + 1;} else {high = mid - 1;}}return -1;}public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9};int target = 5;int index = binarySearch(arr, target);if (index != -1) {System.out.println("元素" + target + "在數組中的索引是：" + index);} else {System.out.println("元素" + target + "不在數組中");}} }
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踩坑經驗 ：在使用二分查找時，必須確保數組是有序的，否則結果將不正確。此外，二分查找的實現需要注意邊界條件的處理，避免出現死循環或數組越界的問題。
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三、數組排序
- 面試題：如何對數組進行排序？
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答案 ：可以使用Java內置的排序方法，如Arrays.sort()，也可以手動實現排序算法，如冒泡排序、快速排序等。
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代碼示例（使用內置排序方法） ：
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import java.util.Arrays;public class ArraySort {public static void main(String[] args) {int[] arr = {5, 3, 8, 1, 2};Arrays.sort(arr);System.out.println(Arrays.toString(arr));} }
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代碼示例（手動實現冒泡排序） ：
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public class BubbleSort {public static void bubbleSort(int[] arr) {for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {// 交換元素int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}}public static void main(String[] args) {int[] arr = {5, 3, 8, 1, 2};bubbleSort(arr);System.out.println(Arrays.toString(arr));} }
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踩坑經驗 ：在手動實現排序算法時，需要注意循環的邊界條件和元素交換的邏輯，避免出現邏輯錯誤或無限循環的問題。對于大數據量的排序，建議使用更高效的排序算法，如快速排序或歸并排序。
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四、數組去重
- 面試題：如何去除數組中的重復元素？
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答案 ：可以通過遍歷數組，使用一個集合（如HashSet）來記錄已經出現過的元素，或者使用雙指針法（適用于有序數組）。
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代碼示例（使用集合） ：
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import java.util.HashSet; import java.util.Set;public class ArrayDuplicate Removal {public static int[] removeDuplicates(int[] arr) {Set<Integer> set = new HashSet<>();for (int num : arr) {set.add(num);}int[] result = new int[set.size()];int index = 0;for (int num : set) {result[index++] = num;}return result;}public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3, 2, 1, 4, 5};int[] result = removeDuplicates(arr);System.out.println(Arrays.toString(result));} }
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代碼示例（使用雙指針法） ：
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public class RemoveDuplicatesSortedArray {public static int[] removeDuplicates(int[] arr) {if (arr.length == 0) {return arr;}Arrays.sort(arr);int j = 0;for (int i = 1; i < arr.length; i++) {if (arr[i] != arr[j]) {j++;arr[j] = arr[i];}}return Arrays.copyOf(arr, j + 1);}public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3, 2, 1, 4, 5};int[] result = removeDuplicates(arr);System.out.println(Arrays.toString(result));} }
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踩坑經驗 ：在使用集合去重時，需要注意集合的無序性，如果需要保持元素的順序，可以使用LinkedHashSet。在使用雙指針法時，必須先對數組進行排序，否則無法正確去重。
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五、數組合并
- 面試題：如何合并兩個數組？
- 答案 ：可以創建一個新的數組，其長度為兩個數組長度之和，然后將兩個數組的元素依次復制到新數組中。
- 代碼示例 ：
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public class ArrayMerge {public static int[] mergeArrays(int[] arr1, int[] arr2) {int[] result = new int[arr1.length + arr2.length];System.arraycopy(arr1, 0, result, 0, arr1.length);System.arraycopy(arr2, 0, result, arr1.length, arr2.length);return result;}public static void main(String[] args) {int[] arr1 = {1, 2, 3};int[] arr2 = {4, 5, 6};int[] result = mergeArrays(arr1, arr2);System.out.println(Arrays.toString(result));} }
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- 踩坑經驗 ：在合并數組時，需要注意數組的類型是否一致，以及目標數組的長度是否足夠容納所有元素。如果數組類型不一致，可能會導致編譯錯誤或運行時異常。
六、總結
數組是Java編程中最基礎的數據結構之一，面試中對數組算法的考察主要集中在查找、排序、去重和合并等方面。通過本文的學習，讀者可以深入理解這些知識點，并通過代碼示例掌握其實際應用。在實際開發中，合理運用數組操作可以提高代碼的效率和可讀性。
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