<kbd id="afajh"><form id="afajh"></form></kbd>
<strong id="afajh"><dl id="afajh"></dl></strong>
    <del id="afajh"><form id="afajh"></form></del>
        1. <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>
          <b id="afajh"><abbr id="afajh"></abbr></b>
          <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>

          Java實(shí)現(xiàn)八種常用排序算法,你會(huì)幾個(gè)?

          共 573字,需瀏覽 2分鐘

           ·

          2020-10-15 20:19

          點(diǎn)擊上方藍(lán)色字體,選擇“標(biāo)星公眾號”

          優(yōu)質(zhì)文章,第一時(shí)間送達(dá)

          ? 作者?|??低吟不作語

          來源 |? urlify.cn/y6bYfu

          66套java從入門到精通實(shí)戰(zhàn)課程分享


          八種排序算法可以按照如圖分類


          一、交換排序

          所謂交換,就是序列中任意兩個(gè)元素進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果來交換各自在序列中的位置,以此達(dá)到排序的目的。

          1. 冒泡排序

          冒泡排序是一種簡單的交換排序算法,以升序排序?yàn)槔?,其核心思想是?/span>

          1. 從第一個(gè)元素開始,比較相鄰的兩個(gè)元素。如果第一個(gè)比第二個(gè)大,則進(jìn)行交換。

          2. 輪到下一組相鄰元素,執(zhí)行同樣的比較操作,再找下一組,直到?jīng)]有相鄰元素可比較為止,此時(shí)最后的元素應(yīng)是最大的數(shù)。

          3. 除了每次排序得到的最后一個(gè)元素,對剩余元素重復(fù)以上步驟,直到?jīng)]有任何一對元素需要比較為止。

          用 Java 實(shí)現(xiàn)的冒泡排序如下

          public?void?bubbleSortOpt(int[]?arr)?{

          ????if(arr?==?null)?{
          ????????throw?new?NullPoniterException();
          ????}
          ????if(arr.length?????????return;
          ????}
          ????int?temp?=?0;
          ????for(int?i?=?0;?i?????????for(int?j?=?0;?j?????????????if(arr[j]?>?arr[j?+?1])?{
          ????????????????temp?=?arr[j];
          ????????????????arr[j]?=?arr[j?+?1];
          ????????????????arr[j?+?1]?=?temp;
          ????????????}
          ????????}
          ????}
          }


          2. 快速排序

          快速排序的思想很簡單,就是先把待排序的數(shù)組拆成左右兩個(gè)區(qū)間,左邊都比中間的基準(zhǔn)數(shù)小,右邊都比基準(zhǔn)數(shù)大。接著左右兩邊各自再做同樣的操作,完成后再拆分再繼續(xù),一直到各區(qū)間只有一個(gè)數(shù)為止。

          舉個(gè)例子,現(xiàn)在我要排序 4、9、5、1、2、6 這個(gè)數(shù)組。一般取首位的 4 為基準(zhǔn)數(shù),第一次排序的結(jié)果是:

          2、1、4、5、9、6

          可能有人覺得奇怪,2 和 1 交換下位置也能滿足條件,為什么 2 在首位?這其實(shí)由實(shí)際的代碼實(shí)現(xiàn)來決定,并不影響之后的操作。以 4 為分界點(diǎn),對 2、1、4 和 5、9、6 各自排序,得到:

          1、2、4、5、9、6

          不用管左邊的 1、2、4 了,將 5、9、6 拆成 5 和 9、6,再排序,至此結(jié)果為:

          1、2、4、5、6、9

          為什么把快排劃到交換排序的范疇呢?因?yàn)樵氐囊苿?dòng)也是靠交換位置來實(shí)現(xiàn)的。算法的實(shí)現(xiàn)需要用到遞歸(拆分區(qū)間之后再對每個(gè)區(qū)間作同樣的操作)

          用 Java 實(shí)現(xiàn)的快速排序如下

          public?void?quicksort(int[]?arr,?int?start,?int?end)?{

          ????if(start?????????//?把數(shù)組中的首位數(shù)字作為基準(zhǔn)數(shù)
          ????????int?stard?=?arr[start];
          ????????//?記錄需要排序的下標(biāo)
          ????????int?low?=?start;
          ????????int?high?=?end;
          ????????//?循環(huán)找到比基準(zhǔn)數(shù)大的數(shù)和比基準(zhǔn)數(shù)小的數(shù)
          ????????while(low?????????????//?右邊的數(shù)字比基準(zhǔn)數(shù)大
          ????????????while(low?=?stard)?{
          ????????????????high--;
          ????????????}
          ????????????//?使用右邊的數(shù)替換左邊的數(shù)
          ????????????arr[low]?=?arr[high];
          ????????????//?左邊的數(shù)字比基準(zhǔn)數(shù)小
          ????????????while(low?????????????????low++;
          ????????????}
          ????????????//?使用左邊的數(shù)替換右邊的數(shù)
          ????????????arr[high]?=?arr[low];
          ????????}
          ????????//?把標(biāo)準(zhǔn)值賦給下標(biāo)重合的位置
          ????????arr[low]?=?stard;
          ????????//?處理所有小的數(shù)字
          ????????quickSort(arr,?start,?low);
          ????????//?處理所有大的數(shù)字
          ????????quickSort(arr,?low?+?1,?end);
          ????}
          }


          二、插入排序


          插入排序是一種簡單的排序方法,其基本思想是將一個(gè)記錄插入到已經(jīng)排好序的有序表中,使得被插入數(shù)的序列同樣是有序的。按照此法對所有元素進(jìn)行插入,直到整個(gè)序列排為有序的過程。

          1. 直接插入排序

          直接插入排序就是插入排序的粗暴實(shí)現(xiàn)。對于一個(gè)序列,選定一個(gè)下標(biāo),認(rèn)為在這個(gè)下標(biāo)之前的元素都是有序的。將下標(biāo)所在的元素插入到其之前的序列中。接著再選取這個(gè)下標(biāo)的后一個(gè)元素,繼續(xù)重復(fù)操作。直到最后一個(gè)元素完成插入為止。我們一般從序列的第二個(gè)元素開始操作。

          用 Java 實(shí)現(xiàn)的算法如下:

          public?void?insertSort(int[]?arr)?{
          ????//?遍歷所有數(shù)字
          ????for(int?i?=?1;?i?????????//?當(dāng)前數(shù)字比前一個(gè)數(shù)字小
          ????????if(arr[i]?????????????int?j;
          ????????????//?把當(dāng)前遍歷的數(shù)字保存起來
          ????????????int?temp?=?arr[i];
          ????????????for(j?=?i?-?1;?j?>=?0?&&?arr[j]?>?temp;?j--)?{
          ????????????????//?前一個(gè)數(shù)字賦給后一個(gè)數(shù)字
          ????????????????arr[j?+?1]?=?arr[j];
          ????????????}
          ????????????//?把臨時(shí)變量賦給不滿足條件的后一個(gè)元素
          ????????????arr[j?+?1]?=?temp;
          ????????}
          ????}
          }


          2. 希爾排序


          某些情況下直接插入排序的效率極低。比如一個(gè)已經(jīng)有序的升序數(shù)組,這時(shí)再插入一個(gè)比最小值還要小的數(shù),也就意味著被插入的數(shù)要和數(shù)組所有元素比較一次。我們需要對直接插入排序進(jìn)行改進(jìn)。

          怎么改進(jìn)呢?前面提過,插入排序?qū)σ呀?jīng)排好序的數(shù)組操作時(shí),效率很高。因此我們可以試著先將數(shù)組變?yōu)橐粋€(gè)相對有序的數(shù)組,然后再做插入排序。

          希爾排序能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。希爾排序把序列按下標(biāo)的一定增量(步長)分組,對每組分別使用插入排序。隨著增量(步長)減少,一直到一,算法結(jié)束,整個(gè)序列變?yōu)橛行?。因此希爾排序又稱縮小增量排序。

          一般來說,初次取序列的一半為增量,以后每次減半,直到增量為一。

          用 Java 實(shí)現(xiàn)的算法如下:

          public?void?shellSort(int[]?arr)?{
          ????// gap 為步長,每次減為原來的一半。
          ????for?(int?gap?=?arr.length?/?2;?gap?>?0;?gap?/=?2)?{
          ????????//?對每一組都執(zhí)行直接插入排序
          ????????for?(int?i?=?0?;i?????????????//?對本組數(shù)據(jù)執(zhí)行直接插入排序
          ????????????for?(int?j?=?i?+?gap;?j?????????????????//?如果?a[j]?????????????????if?(arr[j]?????????????????????int?k;
          ????????????????????int?temp?=?arr[j];
          ????????????????????for?(k?=?j?-?gap;?k?>=?0?&&?arr[k]?>?temp;?k?-=?gap)?{
          ????????????????????????arr[k?+?gap]?=?arr[k];
          ????????????????????}
          ????????????????????arr[k?+?gap]?=?temp;
          ????????????????}
          ????????????}
          ????????}
          ????}
          }


          三、選擇排序


          選擇排序是一種簡單直觀的排序算法,首先在未排序序列中找到最?。ù螅┰?,存放到排序序列的起始位置,然后,再從剩余未排序元素中繼續(xù)尋找最?。ù螅┰?,然后放到已排序序列的末尾。以此類推,直到所有元素均排序完畢。

          1. 簡單選擇排序

          選擇排序思想的暴力實(shí)現(xiàn),每一趟從未排序的區(qū)間找到一個(gè)最小元素,并放到第一位,直到全部區(qū)間有序?yàn)橹埂?/span>

          用 Java 實(shí)現(xiàn)的算法如下:

          public?void?selectSort(int[]?arr)?{
          ????//?遍歷所有的數(shù)
          ????for?(int?i?=?0;?i?????????int?minIndex?=?i;
          ????????//?把當(dāng)前遍歷的數(shù)和后面所有的數(shù)進(jìn)行比較,并記錄下最小的數(shù)的下標(biāo)
          ????????for?(int?j?=?i?+?1;?j?????????????if?(arr[j]?????????????????//?記錄最小的數(shù)的下標(biāo)
          ????????????????minIndex?=?j;
          ????????????}
          ????????}
          ????????//?如果最小的數(shù)和當(dāng)前遍歷的下標(biāo)不一致,則交換
          ????????if?(i?!=?minIndex)?{
          ????????????int?temp?=?arr[i];
          ????????????arr[i]?=?arr[minIndex];
          ????????????arr[minIndex]?=?temp;
          ????????}
          ????}
          }


          2. 堆排序


          我們知道,對于任何一個(gè)數(shù)組都可以看成一顆完全二叉樹。堆是具有以下性質(zhì)的完全二叉樹:每個(gè)結(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其左右孩子結(jié)點(diǎn)的值,稱為大頂堆;或者每個(gè)結(jié)點(diǎn)的值都小于或等于其左右孩子結(jié)點(diǎn)的值,稱為小頂堆。如下圖:

          像上圖的大頂堆,映射為數(shù)組,就是 [50, 45, 40, 20, 25, 35, 30, 10, 15]。可以發(fā)現(xiàn)第一個(gè)下標(biāo)的元素就是最大值,將其與末尾元素交換,則末尾元素就是最大值。所以堆排序的思想可以歸納為以下兩步:

          1. 根據(jù)初始數(shù)組構(gòu)造堆

          2. 每次交換第一個(gè)和最后一個(gè)元素,然后將除最后一個(gè)元素以外的其他元素重新調(diào)整為大頂堆

          重復(fù)以上兩個(gè)步驟,直到?jīng)]有元素可操作,就完成排序了。

          我們需要把一個(gè)普通數(shù)組轉(zhuǎn)換為大頂堆,調(diào)整的起始點(diǎn)是最后一個(gè)非葉子結(jié)點(diǎn),然后從左至右,從下至上,繼續(xù)調(diào)整其他非葉子結(jié)點(diǎn),直到根結(jié)點(diǎn)為止。

          /**
          ?*?轉(zhuǎn)化為大頂堆
          ?*?@param?arr?待轉(zhuǎn)化的數(shù)組
          ?*?@param?size?待調(diào)整的區(qū)間長度
          ?*?@param?index?結(jié)點(diǎn)下標(biāo)
          ?*/
          public?void?maxHeap(int[]?arr,?int?size,?int?index)?{
          ????//?左子結(jié)點(diǎn)
          ????int?leftNode?=?2?*?index?+?1;
          ????//?右子結(jié)點(diǎn)
          ????int?rightNode?=?2?*?index?+?2;
          ????int?max?=?index;
          ????//?和兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)分別對比,找出最大的結(jié)點(diǎn)
          ????if?(leftNode??arr[max])?{
          ????????max?=?leftNode;
          ????}
          ????if?(rightNode??arr[max])?{
          ????????max?=?rightNode;
          ????}
          ????//?交換位置
          ????if?(max?!=?index)?{
          ????????int?temp?=?arr[index];
          ????????arr[index]?=?arr[max];
          ????????arr[max]?=?temp;
          ????????//?因?yàn)榻粨Q位置后有可能使子樹不滿足大頂堆條件,所以要對子樹進(jìn)行調(diào)整
          ????????maxHeap(arr,?size,?max);
          ????}
          }

          /**
          ?*?堆排序
          ?*?@param?arr?待排序的整型數(shù)組
          ?*/
          public?static?void?heapSort(int[]?arr)?{
          ????//?開始位置是最后一個(gè)非葉子結(jié)點(diǎn),即最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)
          ????int?start?=?(arr.length?-?1)?/?2;
          ????//?調(diào)整為大頂堆
          ????for?(int?i?=?start;?i?>=?0;?i--)?{
          ????????SortTools.maxHeap(arr,?arr.length,?i);
          ????}
          ????//?先把數(shù)組中第?0?個(gè)位置的數(shù)和堆中最后一個(gè)數(shù)交換位置,再把前面的處理為大頂堆
          ????for?(int?i?=?arr.length?-?1;?i?>?0;?i--)?{
          ????????int?temp?=?arr[0];
          ????????arr[0]?=?arr[i];
          ????????arr[i]?=?temp;
          ????????maxHeap(arr,?i,?0);
          ????}
          }


          四、歸并排序


          歸并排序是建立在歸并操作上的一種有效,穩(wěn)定的排序算法。該算法采用分治法的思想,是一個(gè)非常典型的應(yīng)用。歸并排序的思路如下:

          1. 將 n 個(gè)元素分成兩個(gè)各含 n/2 個(gè)元素的子序列

          2. 借助遞歸,兩個(gè)子序列分別繼續(xù)進(jìn)行第一步操作,直到不可再分為止

          3. 此時(shí)每一層遞歸都有兩個(gè)子序列,再將其合并,作為一個(gè)有序的子序列返回上一層,再繼續(xù)合并,全部完成之后得到的就是一個(gè)有序的序列

          關(guān)鍵在于兩個(gè)子序列應(yīng)該如何合并。假設(shè)兩個(gè)子序列各自都是有序的,那么合并步驟就是:

          1. 創(chuàng)建一個(gè)用于存放結(jié)果的臨時(shí)數(shù)組,其長度是兩個(gè)子序列合并后的長度

          2. 設(shè)定兩個(gè)指針,最初位置分別為兩個(gè)已經(jīng)排序序列的起始位置

          3. 比較兩個(gè)指針?biāo)赶虻脑?,選擇相對小的元素放入臨時(shí)數(shù)組,并移動(dòng)指針到下一位置

          4. 重復(fù)步驟 3 直到某一指針達(dá)到序列尾

          5. 將另一序列剩下的所有元素直接復(fù)制到合并序列尾

          用 Java 實(shí)現(xiàn)的歸并排序如下:

          /**
          ?*?合并數(shù)組
          ?*/
          public?static?void?merge(int[]?arr,?int?low,?int?middle,?int?high)?{
          ????//?用于存儲(chǔ)歸并后的臨時(shí)數(shù)組
          ????int[]?temp?=?new?int[high?-?low?+?1];
          ????//?記錄第一個(gè)數(shù)組中需要遍歷的下標(biāo)
          ????int?i?=?low;
          ????//?記錄第二個(gè)數(shù)組中需要遍歷的下標(biāo)
          ????int?j?=?middle?+?1;
          ????//?記錄在臨時(shí)數(shù)組中存放的下標(biāo)
          ????int?index?=?0;
          ????//?遍歷兩個(gè)數(shù)組,取出小的數(shù)字,放入臨時(shí)數(shù)組中
          ????while?(i?<=?middle?&&?j?<=?high)?{
          ????????//?第一個(gè)數(shù)組的數(shù)據(jù)更小
          ????????if?(arr[i]?<=?arr[j])?{
          ????????????//?把更小的數(shù)據(jù)放入臨時(shí)數(shù)組中
          ????????????temp[index]?=?arr[i];
          ????????????//?下標(biāo)向后移動(dòng)一位
          ????????????i++;
          ????????}?else?{
          ????????????temp[index]?=?arr[j];
          ????????????j++;
          ????????}
          ????????index++;
          ????}
          ????//?處理剩余未比較的數(shù)據(jù)
          ????while?(i?<=?middle)?{
          ????????temp[index]?=?arr[i];
          ????????i++;
          ????????index++;
          ????}
          ????while?(j?<=?high)?{
          ????????temp[index]?=?arr[j];
          ????????j++;
          ????????index++;
          ????}
          ????//?把臨時(shí)數(shù)組中的數(shù)據(jù)重新放入原數(shù)組
          ????for?(int?k?=?0;?k?????????arr[k?+?low]?=?temp[k];
          ????}
          }

          /**
          ?*?歸并排序
          ?*/
          public?static?void?mergeSort(int[]?arr,?int?low,?int?high)?{
          ????int?middle?=?(high?+?low)?/?2;
          ????if?(low?????????//?處理左邊數(shù)組
          ????????mergeSort(arr,?low,?middle);
          ????????//?處理右邊數(shù)組
          ????????mergeSort(arr,?middle?+?1,?high);
          ????????//?歸并
          ????????merge(arr,?low,?middle,?high);
          ????}
          }

          五、基數(shù)排序

          基數(shù)排序的原理是將整數(shù)按位數(shù)切割成不同的數(shù)字,然后按每個(gè)位數(shù)分別比較。為此需要將所有待比較的數(shù)值統(tǒng)一為同樣的數(shù)位長度,數(shù)位不足的數(shù)在高位補(bǔ)零。

          使用 Java 實(shí)現(xiàn)的基數(shù)排序:

          /**
          ?*?基數(shù)排序
          ?*/
          public?static?void?radixSort(int[]?arr)?{
          ????//?存放數(shù)組中的最大數(shù)字
          ????int?max?=?Integer.MIN_VALUE;
          ????for?(int?value?:?arr)?{
          ????????if?(value?>?max)?{
          ????????????max?=?value;
          ????????}
          ????}
          ????//?計(jì)算最大數(shù)字是幾位數(shù)
          ????int?maxLength?=?(max?+?"").length();
          ????//?用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
          ????int[][]?temp?=?new?int[10][arr.length];
          ????//?用于記錄在?temp?中相應(yīng)的下標(biāo)存放數(shù)字的數(shù)量
          ????int[]?counts?=?new?int[10];
          ????//?根據(jù)最大長度的數(shù)決定比較次數(shù)
          ????for?(int?i?=?0,?n?=?1;?i?????????//?每一個(gè)數(shù)字分別計(jì)算余數(shù)
          ????????for?(int?j?=?0;?j?????????????//?計(jì)算余數(shù)
          ????????????int?remainder?=?arr[j]?/?n?%?10;
          ????????????//?把當(dāng)前遍歷的數(shù)據(jù)放到指定的數(shù)組中
          ????????????temp[remainder][counts[remainder]]?=?arr[j];
          ????????????//?記錄數(shù)量
          ????????????counts[remainder]++;
          ????????}
          ????????//?記錄取的元素需要放的位置
          ????????int?index?=?0;
          ????????//?把數(shù)字取出來
          ????????for?(int?k?=?0;?k?????????????//?記錄數(shù)量的數(shù)組中當(dāng)前余數(shù)記錄的數(shù)量不為?0
          ????????????if?(counts[k]?!=?0)?{
          ????????????????//?循環(huán)取出元素
          ????????????????for?(int?l?=?0;?l?????????????????????arr[index]?=?temp[k][l];
          ????????????????????//?記錄下一個(gè)位置
          ????????????????????index++;
          ????????????????}
          ????????????????//?把數(shù)量置空
          ????????????????counts[k]?=?0;
          ????????????}
          ????????}
          ????}
          }

          六、八種排序算法的總結(jié)


          排序法最好情形平均時(shí)間最差情形穩(wěn)定度空間復(fù)雜度
          冒泡排序O(n)O(n^2)O(n^2)穩(wěn)定O(1)
          快速排序O(nlogn)O(nlogn)O(n^2)不穩(wěn)定O(nlogn)
          直接插入排序O(n)O(n^2)O(n^2)穩(wěn)定O(1)
          希爾排序


          不穩(wěn)定O(1)
          直接選擇排序O(n^2)O(n^2)O(n^2)不穩(wěn)定O(1)
          堆排序O(nlogn)O(nlogn)O(nlogn)不穩(wěn)定O(nlogn)
          歸并排序O(nlogn)O(nlogn)O(nlogn)穩(wěn)定O(n)







          ??? ?



          感謝點(diǎn)贊支持下哈?

          瀏覽 61
          點(diǎn)贊
          評論
          收藏
          分享

          手機(jī)掃一掃分享

          分享
          舉報(bào)
          評論
          圖片
          表情
          推薦
          點(diǎn)贊
          評論
          收藏
          分享

          手機(jī)掃一掃分享

          分享
          舉報(bào)
          <kbd id="afajh"><form id="afajh"></form></kbd>
          <strong id="afajh"><dl id="afajh"></dl></strong>
            <del id="afajh"><form id="afajh"></form></del>
                1. <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>
                  <b id="afajh"><abbr id="afajh"></abbr></b>
                  <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>
                  亚洲高清视频在线观看 | 欧美操逼网址 | 亚洲熟女毛片 | 成人午夜网站 | 91成人一区二区三区 |