Главная » Мегафон » Массивы. Массивы в Java — определение и создание, инициализация и заполнение

Массивы. Массивы в Java — определение и создание, инициализация и заполнение

Массив (англ. Array) это объект, хранящий в себе фиксированное количество значений одного типа. Другими словами, массив — это нумерованный набор переменных. Переменная в массиве называется элементом массива , а ее позиция в массиве задается индексом . Например, нам нужно хранить 50 различных имен, согласитесь, неудобно для каждого имени создавать отдельную переменную, поэтому мы будем использовать массив. Нумерация элементов массива начинается с 0, а длинна массива устанавливается в момент его создания и фиксируется.

Для наглядности картинка, взятая мною с The Java Tutorial .

Для того чтобы создать массив нужно его объявить, зарезервировать для него память и инициализировать.

Объявление массива в Java

При создании массива в Java первым делом его нужно объявить. Это можно сделать следующим образом:

Int myFirstArray;

Можно также объявить массив так:

Int mySecondArray;

Однако, это не приветствуется соглашением по оформлению кода в Java, поскольку скобки обозначают то, что мы имеем дело с массивом и логичнее, когда они находятся рядом с обозначением типа.

Исходя из данного примера, мы объявили 2 массива с именами myFirstArray и mySecondArray . Оба массива будут содержать элементы типа int .

Подобным образом можно объявить массив любого типа:

Byte anArrayOfBytes; short anArrayOfShorts; long anArrayOfLongs; float anArrayOfFloats; double anArrayOfDoubles; boolean anArrayOfBooleans; char anArrayOfChars; String anArrayOfStrings; ...

Тип массива задается следующим образом type, где type это тип данных содержащихся в нем элементов. Скобки являются специальным обозначением того, что переменные содержатся в массиве. Имя массива может быль любым, однако, оно должно соответствовать .

Массивы можно создавать не только из переменных базовых типов, но и из произвольных объектов.

При объявлении массива в языке Java не указывается его размер и не резервируется память для него. Происходит лишь создание ссылки на массив.

Резервация памяти для массива и его инициализация.

Int myFirstArray; myFirstArray = new int;

В нашем примере мы создали массив из 15 элементов типа int и присвоили его ранее объявленной переменной myFirstArray .

Объявлять имя массива и резервировать для него память также можно на одной строке.

Int myArray = new int;

При создании массива с помощью ключевого слова new , все элементы массива автоматически инициализированы нулевыми значениями. Для того, чтобы присвоить элементам массива свои начальные значения, необходимо провести его инициализацию . Инициализацию можно проводить как поэлементно

MyFirstArray = 10; // инициализация первого элемента myFirstArray = 20; // инициализация второго элемента myFirstArray = 30; // и т.д.

так и в цикле, с помощью индекса проходя все элементы массива и присваивая им значения.

For(int i = 0; i < 15; i++){ myFirstArray[i] = 10; }

Как видно из предыдущих примеров, для того, чтобы обратиться к элементу массива, нужно указать его имя и, затем, в квадратных скобках — индекс элемента. Элемент массива с конкретным индексом ведёт себя также, как и переменная.

Рассмотрим создание и инициализацию массива на следующем примере. В нем мы создаем массив, содержащий цифры 0-9 и выводим значения на консоль.

//создание и инициализация массива int numberArray = new int; for(int i = 0; i < 10; i++){ numberArray[i] = i; } //вывод значений на консоль for(int i = 0; i < 10; i++){ System.out.println((i+1) + "-й элемент массива = " + numberArray[i]); }

Упрощенная форма записи

Для создания и инициализации массива можно также использовать упрощенную запись. Она не содержит слово new , а в скобках перечисляются начальные значения массива.

Int myColor = {255, 255, 0};

Здесь длина массива определяется числом значений, расположенных между скобками и разделенных запятыми. Такая запись больше подходит для создания небольших массивов

Определение размера массива

Размер массива не всегда очевиден, поэтому для того, чтобы его узнать следует использовать свойство length, которое возвращает длину массива.

MyColor.length;

Данный код поможет нам узнать, что длина массива myColor равна 3.

Пример: Задано 4 числа, необходимо найти минимальное

Int numbers = {-9, 6, 0, -59}; int min = numbers; for(int i = 0; i < numbers.length; i++){ if(min>numbers[i]) min = numbers[i]; } System.out.println(min);

Упражнения на тему одномерные массивы в Java:

Создайте массив, содержащий 10 первых нечетных чисел. Выведете элементы массива на консоль в одну строку, разделяя запятой.
Дан массив размерности N, найти наименьший элемент массива и вывести на консоль (если наименьших элементов несколько — вывести их все).
В массиве из задания 2. найти наибольший элемент.
Поменять наибольший и наименьший элементы массива местами. Пример: дан массив {4, -5, 0, 6, 8}. После замены будет выглядеть {4, 8, 0, 6, -5}.
Найти среднее арифметическое всех элементов массива.

Массив — это множество однотипных объектов, которые имеют общее название. К каждому элементу массива возможен доступ по его индексу. Рассмотрим реальный пример. Пусть у нас есть некоторый склад, который называется a и пусть в нем есть некоторое количество ящиков, каждый из которых последовательно пронумерован. В каждом ящике лежит некоторый объект, который по своему типу совпадает с объектами в других ящиках. Пример данного склада является классическим массивом, где название склада — это название массива, ящики — это элементы массива, номера ящиков — это индексы элементов, а содержимое ящиков — это значения наших переменных. Представим, что внутри ящиков лежат лимоны, и в каждом ящике лежит определенное количество лимонов. Тогда, значения наших переменных будут показывать количество лимонов. Рассмотрим такой склад, состоящий из трех ящиков, пусть в первом ящике лежит 3, во втором 7, в третьем 273. Тогда, массив, описывающий данный склад можно изобразить следующим образом:

Индекс	0	1	2
Значение	3	7	273

Индексация в массиве всегда начинается с 0. Рассмотрим некоторые операции, которые можно производить с массивом:

Создание массива

Тип имяПеременной;
int a;//целочисленный массив
char b;//массив символов
String c;

Выделение памяти:

A = new int;//выделяем память под 10 элементов
b = new char;//выделяем память под 20 элементов
c = new String;//выделяем память под 30 элементов

Таким образом инициализация массива выглядит следующим образом:

Int a = new int;//инициализация массива целых чисел из 10 элементов
char b = new char;//инициализация массива символов из 20 элементов
String c = new String;//инициализация массива строк из 30 элементов

Всем элементам массива после такой инициализации присваивается значение по умолчанию.
Существует возможность сразу задать значения элементов массива, создадим массив, который будет показывать количество лимонов в ящике, как в примере выше:

Int a = new int{ 3, 7, 273 };

Работа с массивом

Считывание массива:

Import java.util.Scanner;
public class test {
public static void main(String args) {
int a;//массив целых чисел
int n;//количество элементов в массиве
Scanner in = new Scanner(System.in);
n = in.nextInt();
a = new int[n];
for(int i = 0; i Изменение значений массива:

for(int i = 0; i Вывод массива:

Int a;//массив целых чисел, который был как - то обработан
for(int i = 0; i Произвольный доступ к элементу массива по индексу:

System.out.println(a);//Выводим первый элемент массива
a = 1;//Присваиваем второму элементу массива 1
int temp = a;//Сохраняем значение третьего элемента массива в переменную temp

Вот так вот выглядят основные операции с массивами. Очень часто на различных уроках по информатике просят вынести эти этапы работы с массивом в отдельные функции, но про это мы поговорим позднее. Таким образом, с помощью считывания массива, мы можем ввести некоторые значение с консоли, с помощью изменения значений, мы можем например, увеличить все значения на единицу или умножить на два, а с помощью вывода мы можем вывести текущие значения массива. Если нам требуется работать только с конкретными элементами массива, то тут мы можем воспользоваться произвольным доступом по индексу, где индекс - это любое положительное целое число, которое меньше длины массива. Текущую длину массива можно получить с помощью свойства length, оно уже применялось при выводе массива.
Тут я опущу диалог про то, что массивы являются ссылками и работа с ними отличается от работы с обычными базовыми типами.

Двумерные массивы

Не всегда бывает удобно нумеровать ящики на складе с 0 до определенного числа, иногда хочется привести склад в более упорядоченный вид, например ввести ряды. Теперь каждый ящик имеет свой номер ряда и свой порядковый номер в этом ряду. Пусть на нашем складе есть девять ящиков, которые имеют содержат 1, 2 и так далее 9 апельсинов. Ящики на складе располагаются в три ряда по три ящика, тогда ситуацию на складе можно представить так.

Многомерные массивы в Java

Для примера рассмотрим двумерный массив в Java.

Двумерные массивы Java - это прямоугольная или не прямоугольная таблица чисел.

Двумерный массив Java состоит из рядов и столбцов.

Первый индекс двумерного массива Java - это число рядов.

Пример двумерного прямоугольного массива Java:

Int multyArr; multyArr = new int; /* * multyArr structure * | (0,0) | (0,1) | * | (1,0) | (1,1) | */

Здесь объявлен и определен двумерный массив, имеющий две строки и два столбца.

Загрузим массив элементами:

MultyArr = 1; multyArr = 2; multyArr = 3; multyArr = 4;

Вывод двумерного массива (перебираем массив):

System.out.println("multyArr"); for(int inn = 0; inn < 2; inn++) { for(int jnn = 0; jnn < 2; jnn++) { System.out.println("multyArr[" + inn + "][" + jnn + "] = " + multyArr ); } }

Получаем:

for(int inn = 0; inn < 2; inn++)

мы проходим по рядам, а в цикле

for(int jnn = 0; jnn < 2; jnn++)

по столбцам.

Можно объявить и определить многомерный массив одновременно:

int multyArr = {{1,2}, {3,4}};

Длина многомерного массива в Java

Int multyArr = {{1,2}, {3,4}, {5,6}}; /* * multyArr structure * | 1 | 2 | * | 3 | 4 | * | 5 | 6 | */ System.out.println("Array length = " + multyArr.length);

Array length = 3

Здесь три ряда по два элемента каждый. Первая размерность - три, это и есть длина двумерного массива.

Трехмерный массив в Java

Пример трехмерного массива в Java:

int triArray;
triArray = new int;

Здесь объявлен и определен трехмерный массив. Его можно представит как куб, состоящий из двух слоёв (layer), каждый слой состоит из двух рядов и двух столбцов, т.е. каждый слой - это двумерный массив.

Как заполнить трехмерный массив? Можно в цикле, но мы для примера вручную заполним:

//**************** //THE FIRST LAYER //**************** //the first row of the first layer triArray = 1; triArray = 2; //the second row of the first layer triArray = 3; triArray = 4; //**************** //THE SECOND LAYER //**************** //the first row of the second layer triArray = 5; triArray = 6; //the second row of the second layer triArray = 7; triArray = 8;

Как вывести трехмерный массив? Или как перебрать трехмерный массив? Так.

Представьте себе ячейки в камере хранения. Каждая из них имеет свой номер, и в каждой из них хранится какой-то объект “Багаж”. Или винная карта, в которой все виды вина пронумерованы и когда вы делаете заказ, вам достаточно назвать номер напитка. Или список студентов группы, в котором в первой ячейке будет записан студент “Андреев”, а в последней - “Яковлев”. Или список пассажиров самолёта, за каждым из которых закреплено место с определённым номером. В Java чтобы работать с подобными структурами, то есть множеством однородных данных, часто используют массивы.

Что такое массив?

Массив - это структура данных, в которой хранятся элементы одного типа. Его можно представить, как набор пронумерованных ячеек, в каждую из которых можно поместить какие-то данные (один элемент данных в одну ячейку). Доступ к конкретной ячейке осуществляется через её номер. Номер элемента в массиве также называют индексом . В случае с Java массив однороден , то есть во всех его ячейках будут храниться элементы одного типа. Так, массив целых чисел содержит только целые числа (например, типа int), массив строк - только строки, массив из элементов созданного нами класса Dog будет содержать только объекты Dog . То есть в Java мы не можем поместить в первую ячейку массива целое число, во вторую String , а в третью - “собаку”.

Объявление массива

Как объявить массив?

Как и любую переменную, массив в Java нужно объявить. Сделать это можно одним из двух способов. Они равноправны, но первый из них лучше соответствует стилю Java. Второй же - наследие языка Си (многие Си-программисты переходили на Java, и для их удобства был оставлен и альтернативный способ). В таблице приведены оба способа объявления массива в Java: В обоих случаях dataType - тип переменных в массиве. В примерах мы объявили два массива. В одном будут храниться целые числа типа int , в другом - объекты типа Object . Таким образом при объявлении массива у него появляется имя и тип (тип переменных массива). ArrayName - это имя массива.

Создание массива

Как создать массив?

Как и любой другой объект, создать массив Java, то есть зарезервировать под него место в памяти, можно с помощью оператора new . Делается это так: new typeOfArray [ length] ; Где typeOfArray - это тип массива, а length - его длина (то есть, количество ячеек), выраженная в целых числах (int). Однако здесь мы только выделили память под массив, но не связали созданный массив ни с какой объявленной ранее переменной. Обычно массив сначала объявляют, а потом создают, например: int myArray; // объявление массива myArray = new int [ 10 ] ; // создание, то есть, выделение памяти для массива на 10 элементов типа int Здесь мы объявили массив целых чисел по имени myArray , а затем сообщили, что он состоит из 10 ячеек (в каждой из которых будет храниться какое-то целое число). Однако гораздо чаще массив создают сразу после объявления с помощью такого сокращённого синтаксиса: int myArray = new int [ 10 ] ; // объявление и выделение памяти “в одном флаконе” Обратите внимание: После создания массива с помощью new , в его ячейках записаны значения по умолчанию. Для численных типов (как в нашем примере) это будет 0, для boolean - false , для ссылочных типов - null . Таким образом после операции int myArray = new int [ 10 ] ; мы получаем массив из десяти целых чисел, и, пока это не измениться в ходе программы, в каждой ячейке записан 0.

Длина массива в Java

Как мы уже говорили выше, длина массива - это количество элементов, под которое рассчитан массив. Длину массива нельзя изменить после его создания. Обратите внимание: в Java элементы массива нумеруются с нуля. То есть, если у нас есть массив на 10 элементов, то первый элемент массива будет иметь индекс 0, а последний - 9. Получить доступ к длине массива можно с помощью переменной length . Пример: int myArray = new int [ 10 ] ; // создали массив целых чисел на 10 элементов и присвоили ему имя myArray System. out. println (myArray. length) ; // вывели в консоль длину массива, то есть количество элементов, которые мы можем поместить в массив Вывод программы: 10

Инициализация массива и доступ к его элементам

Как создать массив в Java уже понятно. После этой процедуры мы получаем не пустой массив, а массив, заполненный значениями по умолчанию. Например, в случае int это будут 0, а если у нас массив с данными ссылочного типа, то по умолчанию в каждой ячейке записаны null . Получаем доступ к элементу массива (то есть записываем в него значение или выводим его на экран или проделываем с ним какую-либо операцию) мы по его индексу. Инициализация массива - это заполнение его конкретными данными (не по умолчанию). Пример: давайте создадим массив из 4 пор года и заполним его строковыми значениями - названиями этих пор года. String seasons = new String [ 4 ] ; /* объявили и создали массив. Java выделила память под массив из 4 строк, и сейчас в каждой ячейке записано значение null (поскольку строка - ссылочный тип)*/ seasons[ 0 ] = "Winter" ; /* в первую ячейку, то есть, в ячейку с нулевым номером мы записали строку Winter. Тут мы получаем доступ к нулевому элементу массива и записываем туда конкретное значение */ seasons[ 1 ] = "Spring" ; // проделываем ту же процедуру с ячейкой номер 1 (второй) seasons[ 2 ] = "Summer" ; // ...номер 2 seasons[ 3 ] = "Autumn" ; // и с последней, номер 3 Теперь во всех четырёх ячейках нашего массива записаны названия пор года. Инициализацию также можно провести по-другому, совместив с инициализацией и объявлением: String seasons = new String { "Winter" , "Spring" , "Summer" , "Autumn" } ; Более того, оператор new можно опустить: String seasons = { "Winter" , "Spring" , "Summer" , "Autumn" } ;

Как вывести массив в Java на экран?

Вывести элементы массива на экран (то есть, в консоль) можно, например, с помощью цикла for . Ещё один, более короткий способ вывода массива на экран будет рассмотрен в пункте “ . А пока рассмотрим пример с циклическим выводом массива: String seasons = new String { "Winter" , "Spring" , "Summer" , "Autumn" } ; for (int i = 0 ; i < 4 ; i++ ) { System. out. println (seasons[ i] ) ; } В результате программа выведет следующий результат: Winter Spring Summer Autumn

Одномерные и многомерные Java массивы

А что, если мы захотим создать не массив чисел, массив строк или массив каких-то объектов, а массив массивов? Java позволяет это сделать. Уже привычный нам массив int myArray = new int - так называемый одномерный массив. А массив массивов называется двумерным. Он похож на таблицу, у которой есть номер строки и номер столбца. Или, если вы учили начала линейной алгебры, - на матрицу. Для чего нужны нужны такие массивы? В частности, для программирования тех же матриц и таблиц, а также объектов, напоминающих их по структуре. Например, игровое поле для шахмат можно задать массивом 8х8. Многомерный массив объявляется и создается следующим образом: Int myTwoDimentionalArray = new int [ 8 ] [ 8 ] ; В этом массиве ровно 64 элемента: myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray и так далее вплоть до myTwoDimentionalArray . Так что если мы с его помощью представим шахматную доску, то клетку А1 будет представлять myTwoDimentionalArray , а E2 - myTwoDimentionalArray . Где два, там и три. В Java можно задать массив массивов… массив массивов массивов и так далее. Правда, трёхмерные и более массивы используются очень редко. Тем не менее, с помощью трёхмерного массива можно запрограммировать, например, кубик Рубика.

Полезные методы для работы с массивами

Для работы с массивами в Java есть класс java.util.Arrays (arrays на английском и означает “массивы”). В целом с массивами чаще всего проделывают следующие операции: заполнение элементами (инициализация), извлечение элемента (по номеру), сортировка и поиск. Поиск и сортировка массивов - тема отдельная. С одной стороны очень полезно потренироваться и написать несколько алгоритмов поиска и сортировки самостоятельно. С другой стороны, все лучшие способы уже написаны и включены в библиотеки Java, и ими можно законно пользоваться.

Статьи на поиск и сортировку:

Сортировка и поиск в курсе CS50:

Вот три полезных метода этого класса

Сортировка массива

Метод void sort(int myArray, int fromIndex, int toIndex) сортирует массив целых чисел или его подмассив по возрастанию.

Поиск в массиве нужного элемента

int binarySearch(int myArray, int fromIndex, int toIndex, int key) . Этот метод ищет элемент key в уже отсортированном массиве myArray или подмассиве, начиная с fromIndex и до toIndex . Если элемент не найден, возвращает номер элемента или fromIndex-1 .

Преобразование массива к строке

Метод String toString(int myArray) преобразовывает массив к строке. Дело в том, что в Java массивы не переопределяют toString() . Это значит, что если вы попытаетесь вывести целый массив (а не по элементам, как в пункте “ ”) на экран непосредственно (System.out.println(myArray)), вы получите имя класса и шестнадцатеричный хэш-код массива (это определено определено Object.toString()). Если вы - новичок, вам, возможно, непонятно пояснение к методу toString . На первом этапе это и не нужно, зато с помощью этого метода упрощается вывод массива. Java позволяет легко выводить массив на экран без использования цикла. Об этом - в примере ниже.

Пример на sort, binarySearch и toString

Давайте создадим массив целых чисел, выведем его на экран с помощью toString , отсортируем с помощью метода sort и найдём в нём какое-то число. class Main { public static void main (String args) { int array = { 1 , 5 , 4 , 3 , 7 } ; //объявляем и инициализируем массив System. out. println (array) ; //пытаемся вывести наш массив на экран без метода toString - получаем 16-ричное число //печатаем массив "правильно" Arrays. sort (array, 0 , 4 ) ; //сортируем весь массив от нулевого до четвёртого члена System. out. println (Arrays. toString (array) ) ; //выводим отсортированный массив на экран int key = Arrays. binarySearch (array, 5 ) ; // ищем key - число 5 в отсортированном массиве. //метод binarySearch выдаст индекс элемента остортированного массива, в котором "спрятано" искомое число System. out. println (key) ; //распечатываем индекс искомого числа System. out. println (Arrays. binarySearch (array, 0 ) ) ; //а теперь попробуем найти число, которого в массиве нет, // и сразу же выведем результат на экран } } Вывод программы: 3 -1 В первой строке - попытка вывода на экран массива без toString , во второй - вывод массива посредством toString , в третьей выведен отсортированный массив, в четвёртой - индекс искомого числа 5 в отсортированном массиве (помните, что считаем с нуля, поэтому четвёртый элемент массива имеет индекс 3). В пятой строке видем -1. Такого индекса у массива не бывает. Вывод сигнализирует о том, что искомого элемента (в данном случае, 0) в массиве нет.

Главное о массивах

Главные характеристики массива: тип помещённых в него данных, имя и длина.
Последнее решается при инициализации (выделении памяти под массив), первые два параметра определяются при объявлении массива.

Размер массива (количество ячеек) нужно определять в int

Изменить длину массива после его создания нельзя.

Доступ к элементу массива можно получить по его индексу.

В массивах, как и везде в Java, элементы нумеруются с нуля.

После процедуры создания массива он наполнен значениями по умолчанию.

Массив в языке Java значительно отличается от массива в языке C++. Однако он практически совпадает с указателем на динамический массив.

Полезные материалы о массивах

Хотите знать больше о массивах? Обратите внимание на статьи ниже. Там много интересного и полезного по этой теме.

Хорошая подробная статья о массивах

В статье описаны некоторые методы класса Array

Первая лекция JavaRush, посвящённая массивам.

Tutorial

Думаю, мало кто из готовящихся к своему первому интервью, при приеме на первую работу в должности (pre)junior программиста, ответит на этот вопрос отрицательно. Или хотя бы усомнится в положительном ответе. Конечно, такая простая структура данных с прямым доступом по индексу - никаких подвохов! Нет, в некоторых языках типа JavaScript или PHP массивы, конечно, реализованы очень интересно и по сути являются много большим чем просто массив. Но речь не об этом, а о «традиционной» реализации массивов в виде «сплошного участка памяти». В этом случае на основании индексов и размера одного элемента просто вычисляется адрес и осуществляется доступ к соответствующему значению. Что тут сложного?
Давайте разберемся. Например, на Java. Просим ничего не подозревающего претендента создать массив целых чисел n x n . Человек уверено пишет что-то в духе:
int g = new int[n][n];
Отлично. Теперь просим инициализировать элементы массива чем-нибудь. Хоть единицами, хоть суммой индексов. Получаем:
for(int i = 0; i < n; i++) { for(int j = 0; j < n; j++) { g[i][j] = i + j; } }
Даже чаще пишут
for(int i = 0; i < g.length; i++) { for(int j = 0; j < g[i].length; j++) { g[i][j] = i + j; } }
что тоже повод для беседы, но сейчас речь о другом. Мы ведь пытаемся выяснить, что человек знает и посмотреть, как он думает. По этому обращаем его внимание на тот факт, что значения расположены симметрично и просим сэкономить на итерациях циклов. Конечно, зачем пробегать все значения индексов, когда можно пройти только нижний треугольник? Испытуемый обычно легко соглашается и мудро выделяя главную диагональ старательно пишет что-то в духе:
for(int i = 0; i < n; i++) { g[i][i] = 2* i; for(int j = 0; j < i; j++) { g[j][i] = g[i][j] = i + j; } }
Вместо g[i][i] = 2* i; часто пишут g[i][i] = i + i; или g[i][i] = i << 1; и это тоже повод поговорить. Но мы идем дальше и задаем ключевой вопрос: На сколько быстрее станет работать программа? . Обычные рассуждения такие: почти в 2 раза меньше вычислений индексов; почти в 2 раза меньше вычислений значений (суммирование); столько же присваиваний. Значит быстрее процентов на 30. Если у человека за плечами хорошая математическая школа, то можно даже увидеть точное количество сэкономленных операций и более аргументированную оценку эффективности оптимизации.
Теперь самое время для главного удара. Запускаем оба варианта кода на каком-нибудь достаточно большом значении n (порядка нескольких тысяч), например, так .

Код с контролем времени

class A { public static void main(String args) { int n = 8000; int g = new int[n][n]; long st, en; // one st = System.nanoTime(); for(int i = 0; i < n; i++) { for(int j = 0; j < n; j++) { g[i][j] = i + j; } } en = System.nanoTime(); System.out.println("\nOne time " + (en - st)/1000000.d + " msc"); // two st = System.nanoTime(); for(int i = 0; i < n; i++) { g[i][i] = i + i; for(int j = 0; j < i; j++) { g[j][i] = g[i][j] = i + j; } } en = System.nanoTime(); System.out.println("\nTwo time " + (en - st)/1000000.d + " msc"); } }

Что же мы видим? Оптимизированный вариант работает в 10-100 раз медленнее! Теперь самое время понаблюдать за реакцией претендента на должность. Какая будет реакция на необычную (точнее обычную в практике разработчика) стрессовую ситуацию. Если на лице подзащитного изобразился азарт и он стал жать на кнопочки временно забыв о Вашем существовании, то это хороший признак. До определенной степени. Вы ведь не хотите взять на работу исследователя, которому плевать на результат проекта? Тогда не задавайте ему вопрос «Почему?». Попросите переделать второй вариант так, чтобы он действительно работал быстрее первого.
Теперь можно смело заниматься некоторое время своими делами. Через пол часа у Вас будет достаточно материала, для того, чтобы оценить основные личностные и профессиональные качества претендента.
Кстати, когда я коротко описал эту задачку на своем рабочем сайте, то наиболее популярный комментарий был «Вот такая эта Ваша Java кривая». Специально для них выкладываю код на Великом и Свободном. А счастливые обладатели Free Pascal под Windows могут заглянуть

под спойлер

program Time; uses Windows; var start, finish, res: int64; n, i, j: Integer; g: Array of Array of Integer; begin n:= 10000; SetLength(g, n, n); QueryPerformanceFrequency(res); QueryPerformanceCounter(start); for i:=1 to n-1 do for j:=1 to n-1 do g := i + j; QueryPerformanceCounter(finish); writeln("Time by rows:", (finish - start) / res, " sec"); QueryPerformanceCounter(start); for i:=1 to n-1 do for j:=1 to n-1 do g := i + j; QueryPerformanceCounter(finish); writeln("Time by cols:", (finish - start) / res, " sec"); end.

В приведенном коде на Паскале я убрал «запутывающие» моменты и оставил только суть проблемы. Если это можно назвать проблемой.
Какие мы в итоге получаем вопросы к подзащитному?
1. Почему стало работать медленнее? И поподробнее…
2. Как сделать инициализацию быстрее?

Если есть необходимость копнуть глубже именно в реализацию Java, то просим соискателя понаблюдать за временем выполнения для небольших значений n . Например, на ideone.com для n=117 «оптимизированный» вариант работает вдвое медленнее. Но для следующего значения n=118 он оказывается уже в 100 (сто) раз быстрее не оптимизированного! Предложите поэкспериментировать на локальной машине. Пусть поиграет с настройками.
Кстати, а всем понятно, что происходит?

Несколько слов в оправдание

Хочу сказать несколько слов в оправдание такого способа собеседования при найме. Да, я не проверяю знание синтаксиса языка и владение структурами данных. Возможно, при цивилизованном рынке труда это все работает. Но в наших условиях тотальной нехватки квалифицированных кадров, приходится оценивать скорее перспективную адекватность претендента той работе с которой он столкнется. Т.е. способность научиться, прорваться, разобраться, сделать.
По духу это похоже на «собеседованию» при наборе легионеров в древнем Риме. Будущего вояку сильно пугали и смотрели краснеет он или бледнеет. Если бледнеет, то в стрессовой ситуации у претендента кровь отливает от головы и он склонен к пассивной реакции. Например, упасть в обморок. Если же соискатель краснел, то кровь у него к голове приливает. Т.е. он склонен к активным действиям, бросаться в драку. Такой считался годным.
Ну и последнее. Почему я рассказал об этой задаче всем, а не продолжаю использовать её на собеседованиях? Просто, эту задачу уже «выучили» потенциальные соискатели и приходится использовать другие.
Собственно на этот эффект я обратил внимание именно в связи с реальной задачей обработки изображений. Ситуация была несколько запутанная и я не сразу понял почему у меня так просел fps после рефакторинга. А вообще таких чуднЫх моментов наверное много накопилось у каждого.

Пока лидирует версия, что «виноват» кэш процессора. Т.е. последовательный доступ в первом варианте работает в пределах хэша, который обновляется при переходе за определенную границу. При доступе по столбцам хэш вынужден постоянно обновляться и это занимает много времени. Давайте проверим эту версию в самом чистом виде. Заведем массив и сравним, что быстрее - обработать все элементы подряд или столько же раз обработать элементы массива со случайным номером? Вот эта программа - ideone.com/tMaR2S . Для 100000 элементов массива случайный доступ обычно оказывается заметно быстрее. Что же это означает?
Тут мне совершенно справедливо указали (Big_Lebowski), что перестановка циклов меняет результаты в пользу последовательного варианта. Пришлось для чистоты эксперимента поставить цикл для разогрева. Заодно сделал несколько повторов, чтобы вывести среднее время работы как советовал leventov. Получилось так ideone.com/yN1H4g . Т.е. случайный доступ к элементам большого массива на ~10% медленнее чем последовательный. Возможно и в правду какую-то роль может сыграть кэш. Однако, в исходной ситуации производительность проседала в разы. Значит есть еще что-то.

Постепенно в лидеры выходит версия про дополнительные действия при переходе от одной строки массива к другой. И это правильно. Осталось разобраться, что же именно там происходит.

Теги: Добавить метки

Просмотров