java - 归并排序。错误 - 线程 "main"java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 中出现异常 : 2

Question

大家好!我这里有一个程序，可以使用合并排序对文件中的 50,000 个单词进行排序。我遵循了 Thomas Cormen 在他的《算法简介》中的伪代码，当我手动“调试”它时，它似乎是正确的。但是，当我运行该程序时，它显示 Exception in thread "main"java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2 。是的，我认为这是由于 NO_OF_WORDS (即 50,000)较大，但即使我将其减少到 10，它仍然显示相同的错误。

import java.io.*;
import java.util.*;

public class SortingAnalysis {

    public static void merge(String[] A, int p, int q, int r) {
        int n1 = q-p+1;
        int n2 = r-q;
        String[] L = new String[n1+1];
        String[] R = new String[n2+1];
        for (int i=1; i<n1; i++) {
            L[i] = A[p+i-1];
        }
        for (int j=1; j<n2; j++) {
            R[j] = A[q+j];
        }
        L[n1+1] = "zzzzz"; //for infinity because if I use Math.floor, it will return a double
        R[n2+1] = "zzzzz";
        int i=1;
        int j=1;
        for (int k=p; k<=r; k++) {
            int comparison = L[i].compareTo(R[j]);
            if (comparison <= 0){
                A[k] = L[i];
                i++;
            }
            else {
                A[k] = R[j];
                j++;
            }

        }

    }

    public static void mergeSort (String[] A, int p, int r) {
        if (p<r) {
            int q = (p+r)/2;
            mergeSort(A, p, q);
            mergeSort(A, q+1, r);
            merge(A, p, q, r);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        final int NO_OF_WORDS = 50000;
        try {
            Scanner file = new Scanner(new File(args[0]));
            String[] words = new String[NO_OF_WORDS];

            int i = 0;
            while(file.hasNext() && i < NO_OF_WORDS) {
                words[i] = file.next();
                i++;
            }
            long start = System.currentTimeMillis();

            mergeSort(words, 0, words.length-1);

            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("Sorted Words: ");
            for(int j = 0; j < words.length; j++) {
                System.out.println(words[j]);
            }   
            System.out.print("Running time: " + (end - start) + "ms");

        }
        catch(SecurityException securityException) {
            System.err.println("Error");
            System.exit(1);
        }
        catch(FileNotFoundException fileNotFoundException) {
            System.err.println("Error");
            System.exit(1);
        } 
    } 
}

我认为这是因为 String[] L 和 R 的声明。或者不是。请帮我看看有什么问题。非常感谢!

编辑
Cormen 的伪代码

MERGE(A, p, q, r )
n1 ← q − p + 1
n2 ←r − q
create arrays L[1 . . n1 + 1] and R[1 . . n2 + 1]
for i ← 1 to n1
     do L[i ] ← A[p + i − 1]
for j ← 1 to n2
     do R[ j ] ← A[q + j ]
L[n1 + 1]←∞
R[n2 + 1]←∞
i ← 1
j ← 1
for k ← p to r
     do if L[i ] ≤ R[ j ]
        then A[k] ← L[i ]
             i ←i + 1
        else A[k] ← R[ j ]
             j ← j + 1

Answer 1

我不知道你的伪代码是什么，但你的实现似乎是错误的。我查看了维基百科的合并排序，发现它完全不同。

所以我不会在这里给你完整的工作算法。我只会为您提供解决 indexOutOfBounds 问题的解决方案，但您仍然需要在实现上做更多工作。

在 Java 中，当你这样做时:

String[] L = new String[5];

您声明一个字符串数组，其中可以包含 5 个字符串。

对这些字符串的访问是这样进行的:L[anIndex]。

第一个元素位于索引 0 处。

因此，如果您有一个大小为 5 的数组，那么最后一个元素位于索引 4 处(因为我们从 0 开始)。

在您的代码中执行以下操作:

String[] L = new String[n1+1];
String[] R = new String[n2+1];

然后:

L[n1+1] = "zzzzz";
R[n2+1] = "zzzzz";

所以在这里你总是尝试访问一个不存在的索引处的字符串。 每个数组中的最后一个元素分别为 n1 和 n2 (因为数组大小为 n1+1 和 n2+1 > ).

我希望通过这个解释您能更好地理解数组在 Java 中的工作原理。现在您必须改进您的实现，因为它仍然不起作用。如果您不太理解，也许可以给我们您使用的伪代码。

编辑:

好的，我做了一些修正。

这是工作算法。我不得不更改几个索引以适应 Java“based-0 arrays”，请看一下:

import java.io.*;
import java.util.*;

public class SortingAnalysis {

    public static void merge(String[] A, int p, int q, int r) {
        int n1 = q-p+1;
        int n2 = r-q;
        if(A[p]==null || A[q]==null)return;
        String[] L = new String[n1+1];
        String[] R = new String[n2+1];
        for (int i=0; i<n1; i++) {
            L[i] = A[p+i];
        }
        for (int j=0; j<n2; j++) {
            R[j] = A[q+j +1];
        }
        L[n1] = "zzzzz"; //for infinity because if I use Math.floor, it will return a double
        R[n2] = "zzzzz";
        int i=0;
        int j=0;
        for (int k=p; k<=r; k++) {
            int comparison = L[i].compareTo(R[j]);
            if (comparison <= 0){
                A[k] = L[i];
                i++;
            }
            else {
                A[k] = R[j];
                j++;
            }

        }

    }

    public static void mergeSort (String[] A, int p, int r) {
        if (p<r) {
            int q = (p+r)/2;
            mergeSort(A, p, q);
            mergeSort(A, q+1, r);
            merge(A, p, q, r);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        final int NO_OF_WORDS = 50000;
        try {
            Scanner file = new Scanner("bla blya blay byla ybla");
            ArrayList<String> words = new ArrayList<String>();

            while(file.hasNext() && words.size() < NO_OF_WORDS) {
                words.add(file.next());
            }
            String [] wordsArray = new String[words.size()];
            words.toArray(wordsArray);
            long start = System.currentTimeMillis();

            mergeSort(wordsArray, 0, wordsArray.length-1);

            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("Sorted Words: ");
            for(int j = 0; j < wordsArray.length; j++) {
                System.out.println(wordsArray[j]);
            }   
            System.out.print("Running time: " + (end - start) + "ms");

        }
        catch(SecurityException securityException) {
            System.err.println("Error");
            System.exit(1);
        }

    }
}

请注意，如果您的文本包含的单词少于原始数组大小，我已经更改了您的 Main，现在我使用 arrayList 来避免空值。在你的解决方案中，如果你没有填充 50000 个单词，你会在数组中得到 null，然后在合并算法中得到 nullPointerException。