Java编程：如何从给定数组输出平方平方根对及未配对元素

整体思路 #

要完成两个需求，我们可以通过以下步骤实现：

1. 先将数组转换为集合，方便快速查找元素是否存在。
2. 遍历数组，找出所有满足「一个数是另一个数的平方」的数对，同时记录这些已配对的元素，避免重复输出。
3. 最后筛选出数组中不在配对集合里的元素，即为无对应配对的元素。

完整代码 #

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class SquarePairFinder {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,3,6,9,4};
        Set<Integer> numSet = new HashSet<>();
        for (int num : a) {
            numSet.add(num);
        }

        Set<Integer> pairedElements = new HashSet<>();

        // 输出平方与平方根对应数对
        System.out.println("存在平方与平方根对应关系的数对：");
        for (int num : a) {
            int square = num * num;
            // 检查平方数是否存在，且避免自身平方等于自身的情况（如1）
            if (numSet.contains(square) && num != square) {
                // 避免重复输出双向数对（如2→4和4→2）
                if (!pairedElements.contains(num)) {
                    System.out.println(num + " , " + square);
                    pairedElements.add(num);
                    pairedElements.add(square);
                }
            }
        }

        // 输出无对应配对的元素
        Set<Integer> unpairedElements = new HashSet<>();
        for (int num : a) {
            if (!pairedElements.contains(num)) {
                unpairedElements.add(num);
            }
        }

        System.out.print("无对应平方/平方根配对的元素：");
        String unpairedStr = String.join("和", unpairedElements.stream().map(String::valueOf).toArray(String[]::new));
        System.out.println(unpairedStr);
    }
}

代码说明 #

1. 集合转换：将数组转为HashSet，使得查找元素的时间复杂度变为O(1)，比嵌套循环更高效。
2. 配对查找：
   • 遍历每个元素，计算其平方值，检查平方值是否存在于集合中。
   • 用pairedElements集合记录已配对的元素，避免重复输出同一数对的双向结果（如2和4只输出一次）。
   • 排除自身平方等于自身的情况（如1的平方是1，但数组中只有一个1，不构成有效配对）。
3. 无配对元素筛选：遍历原数组，收集不在pairedElements中的元素，并用集合去重后输出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Aditya Shastri