图解| Java查找数组中最大值的5种方法！

2020-09-16 11:40:23 浏览数 (3)

文章来源于公众号：Java中文社群 作者：磊哥

我们在一些特定场景下，例如查询公司员工的最高薪资，以及班级的最高成绩又或者是面试中都会遇到查找最大值的问题，所以本文我们就来列举一下查询数组中最大值的 5 种方法。

循环对比和递归对比

首先我们来看最原始也是最“笨”的实现方法：循环对比和递归对比。

方式一：循环对比

循环对比的执行流程如下图所示：

循环对比执行流程

从上图可以看出，循环对比的核心是定义一个最大值，然后循环对比每一个元素，如果元素的值大于最大值就将最大值更新为此元素的值，再进行下一次比较，直到循环结束我们就能找到最大值了，实现代码如下：

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);
    }


    /**
     * 通过 for 循环查找最大值
     * @param arr 待查询数组
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxByFor(int[] arr) {
        int max = 0; // 最大值
        for (int item : arr) {
            if (item > max) { // 当前值大于最大值，赋值为最大值
                max = item;
            }
        }
        return max;
    }
}

以上程序的执行结果为：

最大值是：7

方式二：递归对比

递归对比的核心是先定义两个位置（起始位置和结束位置），每次对比开始位置和结束位置值的大小，当开始位置的值大于结束位置值时，将最大值设置为开始位置的值，然后将结束位置 -1（往前移动一位），继续递归调用；相反，当结束位置的值大于开始位置时，将最大值设置为结束位置的值，将开始位置 +1（往后移动一位），继续递归调用对比，直到递归结束就可以返回最大值了，执行流程如下图所示：

递归对比执行流程

实现代码如下：

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); // 根据 Collections 查找最大值
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }


    /**
     * 根据递归查询最大的值
     * @param arr  待查询数组
     * @param head 最前面的元素的下标
     * @param last 最末尾的元素的下标
     * @param max  （临时）最大值
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxByRecursive(int[] arr, int head, int last, int max) {
        if (head == last) {
            // 递归完了，返回结果
            return max;
        } else {
            if (arr[head] > arr[last]) {
                max = arr[head]; // 赋最大值
                // 从后往前移动递归
                return findMaxByRecursive(arr, head, last - 1, max);
            } else {
                max = arr[last]; // 赋最大值
                // 从前往后移动递归
                return findMaxByRecursive(arr, head + 1, last, max);
            }
        }
    }
}

以上程序的执行结果为：

最大值是：7

方式三：依赖 Arrays.sort() 实现

根据 Arrays.sort 方法可以将数组从小到大进行排序，排序完成之后，取最后一位的值就是最大值了，实现代码如下：

import java.util.Arrays;


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


    /**
     * 根据 Arrays.sort 查找最大值
     * @param arr 待查询数组
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxBySort(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
        return arr[arr.length - 1];
    }
}

以上程序的执行结果为：

最大值是：7

方式四：根据 Arrays.stream() 实现

stream 是 JDK 8 新增的核心功能之一，使用它我们可以很方便的实现很多功能，比如查找最大值、最小值等，实现代码如下：

import java.util.Arrays;


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


    /**
     * 根据 stream 查找最大值
     * @param arr 待查询数组
     * @return 最大值
     */
    private static int findMaxByStream(int[] arr) {
        return Arrays.stream(arr).max().getAsInt();
    }
}

以上程序的执行结果为：

最大值是：7

方式五：依赖 Collections.max() 实现

使用 Collections 集合工具类也可以查找最大值和最小值，但在使用之前我们想要将数组（Array）转换成集合（List），实现代码如下：

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); // 根据 Collections 查找最大值
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }


    /**
     * 根据 Collections 查找最大值
     * @param arr 待查询数组
     * @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);
    }
}

以上程序的执行结果为：

最大值是：7

扩展知识：Arrays.sort 方法执行原理

为了搞明白 Arrays#sort 方法执行的原理，我们查看了源码发现 sort 方法的核心是通过循环进行排序的，源码如下：

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;
}

执行流程如下图所示：

Arrays.sort 方法执行原理

总结

本文介绍了 5 种查询数组中最大值的方法，从大的维度可分为：手动实现和依赖接口实现。手动实现主要是通过循环和递归对比的方式，但这种方式并不推荐，因为它不够优雅；依赖接口实现的方法有很多，其中主要推荐使用的是使用 stream 来实现查找最大值，因为它足够简单优雅。

以上就是W3Cschool字节宝关于图解| Java查找数组中最大值的5种方法！的相关介绍了，希望对大家有所帮助。

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