Java 二維陣列扁平化排序實作

Java 二維陣列扁平化排序實作

需求：將不規則二維陣列（每列長度不同）所有元素扁平化為一維陣列，排序後再填回原二維陣列結構。本文提供一個通用靜態方法 dyadicArraySort(int[][])，採用氣泡排序演示邏輯，實際專案建議改用 Arrays.sort 提升效能。

演算法步驟

1. 計算總元素數 sum，建立一維陣列 n[sum]。
2. 雙層迴圈將二維陣列元素依序複製到一維陣列。
3. 對一維陣列排序（示範氣泡排序，可替換為 Arrays.sort(n)）。
4. 再次雙層迴圈將排序後的一維陣列按原二維結構填回。

完整代碼

public class Array2DSort {
    public static int[][] dyadicArraySort(int[][] a) {
        if (a == null) return null;

        // 1. 計算總長度
        int total = 0;
        for (int[] row : a) total += row.length;

        // 2. 扁平化複製
        int[] flat = new int[total];
        int idx = 0;
        for (int[] row : a) {
            for (int val : row) flat[idx++] = val;
        }

        // 3. 排序（建議使用 Arrays.sort）
        for (int i = 1; i < total; i++) {
            for (int j = 0; j < total - i; j++) {
                if (flat[j] > flat[j + 1]) {
                    int tmp = flat[j];
                    flat[j] = flat[j + 1];
                    flat[j + 1] = tmp;
                }
            }
        }

        // 4. 按原結構填回
        idx = 0;
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            for (int j = 0; j < a[i].length; j++) {
                a[i][j] = flat[idx++];
            }
        }
        return a;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[][] a = {{5,1,9,3,4,7,7}, {8,4,9,6,2}, {52}};
        int[][] sorted = dyadicArraySort(a);
        for (int[] row : sorted) {
            System.out.print("{ ");
            for (int v : row) System.out.print(v + " ");
            System.out.println("}");
        }
        // 輸出:
        // { 1 2 3 4 5 7 7 }
        // { 7 8 9 9 52 }
        // { 52 }
    }
}

效能優化建議

• 將氣泡排序替換為 Arrays.sort(flat)，時間複雜度從 O(n²) 降為 O(n log n)。
• 若二維陣列極大，考慮使用平行串流 Arrays.parallelSort（JDK 8+）。
• 避免在方法中重複建立陣列，可複用緩衝區。

注意事項

• 方法直接修改傳入陣列並返回，呼叫端需知悉副作用。
• 若需保留原陣列，請先深度複製 int[][] copy = Arrays.stream(a).map(int[]::clone).toArray(int[][]::new);。
• 空陣列或 null 輸入已做防禦性檢查。