对数器的使用（验证算法的正确性）
背景
一般很多的练习算法的平台都可以对写出的算法进行测试，但是如果算法不知道在哪里测试，或者在参加竞赛时不知道写的算法的正确性，这是可以使用对数器来验证算法的正确性。
对数器的使用步骤
- 准备预测定的方法（算法）a
- 实现一个绝对正确但复杂度不好的方法b（保证方法b的正确性,很多时候使用系统提供的方法）
- 实现一个随机样本生成器
- 实现对比的方法（可以对比方法a和方法b）
- 将方法a和方法b比对很多次来验证方法a是否正确
- 如果有一个样本使得比对出错， 打印样本分析是哪个方法出
错（可以快速找出错误点） - 当样本数量很多时比对测试依然正确， 可以确定方法a已经
正确
使用实例
实例一：排序
public class BubbleSort {
/**
* 功能描述： 冒泡排序算法
*/
public static void bubbleSort(int[] arr) {
if (arr == null || arr.length < 2) {
return;
}
//从数组末尾每次减1（排序一次，减少一个数组元素的排序）
for (int e = arr.length - 1; e > 0; e--) {
//循环，每次循环，最大的数排在最后一位
for (int i = 0; i < e; i++) {
//从小到大排序。如果左边大。两个元素交换位置
if (arr[i] > arr[i + 1]) {
swap(arr, i, i + 1);
}
}
}
}
/**
* 功能描述： 调换两个元素在数组中的位置
*/
public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
//这种方式还不理解
arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
}
/**
* 功能描述：提供一个绝对正确的方法（不考虑时间复杂度）
*/
public static void comparator(int[] arr) {
//系统排序方法，绝对正确
Arrays.sort(arr);
}
/**
* 功能描述： 随机数组生成器
* @param maxSize 数组的最大长度
* @param maxValue 数组的最大值
* @return 随机长度、随机值的数组
*/
public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
}
return arr;
}
/**
* 功能描述：拷贝数组 test
* 返回新数组长度一样，值一样
*/
public static int[] copyArray(int[] arr) {
if (arr == null) {
return null;
}
int[] res = new int[arr.length];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
res[i] = arr[i];
}
return res;
}
/**
* 功能描述：判断两个数组是否相同
*/
public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
return false;
}
if (arr1 == null && arr2 == null) {
return true;
}
if (arr1.length != arr2.length) {
return false;
}
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
if (arr1[i] != arr2[i]) {
return false;
}
}
return true;
}
/**
* 功能描述：打印数组对象
*/
public static void printArray(int[] arr) {
if (arr == null) {
return;
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println();
}
// for test
public static void main(String[] args) {
int testTime = 500000;
int maxSize = 100;
int maxValue = 100;
boolean succeed = true;
for (int i = 0; i < testTime; i++) {
int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
int[] arr2 = copyArray(arr1);
//待测算法方法
bubbleSort(arr1);
//绝对正确的方法
comparator(arr2);
if (!isEqual(arr1, arr2)) {
succeed = false;
break;
}
}
System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");
int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
printArray(arr);
bubbleSort(arr);
printArray(arr);
}
}
实例二：封装类的对数器
/**
* 比较器
*/
public class MyComparator {
public static class Student {
public String name;
public int id;
public int age;
public Student(String name, int id, int age) {
this.name = name;
this.id = id;
this.age = age;
}
}
public static class IdAscendingComparator implements java.util.Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o1.id - o2.id;
}
}
/**
*实现比较接口Comparator，动态实现比较
*降序
*/
public static class IdDescendingComparator implements java.util.Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o2.id - o1.id;
}
}
public static class AgeAscendingComparator implements java.util.Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o1.age - o2.age;
}
}
public static class AgeDescendingComparator implements java.util.Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o2.age - o1.age;
}
}
public static void printStudents(Student[] students) {
for (Student student : students) {
System.out.println("Name : " + student.name + ", Id : " + student.id + ", Age : " + student.age);
}
System.out.println("===========================");
}
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("A", 1, 23);
Student student2 = new Student("B", 2, 21);
Student student3 = new Student("C", 3, 22);
Student[] students = new Student[] { student3, student2, student1 };
printStudents(students);
Arrays.sort(students, new IdAscendingComparator());
printStudents(students);
Arrays.sort(students, new IdDescendingComparator());
printStudents(students);
Arrays.sort(students, new AgeAscendingComparator());
printStudents(students);
Arrays.sort(students, new AgeDescendingComparator());
printStudents(students);
}
}
