1. 程式人生 > 其它 >假期java自學-----排序演算法

假期java自學-----排序演算法

今天對java語言排序演算法進行了深入學習:

Java的幾種常見排序演算法

  一、所謂排序,就是使一串記錄,按照其中的某個或某些關鍵字的大小,遞增或遞減的排列起來的操作。排序演算法,就是如何使得記錄按照要求排列的方法。排序演算法在很多領域得到相當地重視,尤其是在大量資料的處理方面。一個優秀的演算法可以節省大量的資源。在各個領域中考慮到資料的各種限制和規範,要得到一個符合實際的優秀演算法,得經過大量的推理和分析。

  二、排序演算法可以分為內部排序和外部排序。

    內部排序是資料記錄在記憶體中進行排序。

    外部排序是因排序的資料很大,一次不能容納全部的排序記錄,在排序過程中需要訪問外存。

    常見的內部排序演算法有:氣泡排序、選擇排序、插入排序、希爾排序、快速排序、歸併排序等。

三、這裡主要介紹常見的幾種排序演算法
  1)氣泡排序
  a、氣泡排序,是通過每一次遍歷獲取最大/最小值
  b、將最大值/最小值放在尾部/頭部
  c、然後除開最大值/最小值,剩下的資料在進行遍歷獲取最大/最小值
  d、程式碼實現
publicstaticvoidmain(String[]args){
intarr[]={8,5,3,2,4};
//冒泡
for(inti=0;i<arr.length;i++){
//外層迴圈,遍歷次數
for(intj=0;j<arr.length-i-1;j++){
//內層迴圈,升序(如果前一個值比後一個值大,則交換)
//內層迴圈一次,獲取一個最大值
if(arr[j]>arr[j+1]){
inttemp=arr[j+1];
arr[j+1]=arr[j];
arr[j]=temp;
}
}
}
}
  2)選擇排序
  a、將第一個值看成最小值
  b、然後和後續的比較找出最小值和下標
  c、交換本次遍歷的起始值和最小值
  d、說明:每次遍歷的時候,將前面找出的最小值,看成一個有序的列表,後面的看成無序的列表,然後每次遍歷無序列表找出最小值。
  e、程式碼實現
publicstaticvoidmain(String[]args){
intarr[]={6,5,3,2,4};
//選擇
for(inti=0;i<arr.length;i++){
//預設第一個是最小的。
intmin=arr[i];
//記錄最小的下標
intindex=i;
//通過與後面的資料進行比較得出,最小值和下標
for(intj=i+1;j<arr.length;j++){
if(min>arr[j]){
min=arr[j];
index=j;
}
}
//然後將最小值與本次迴圈的,開始值交換
inttemp=arr[i];
arr[i]=min;
arr[index]=temp;
//說明:將i前面的資料看成一個排好的佇列,i後面的看成一個無序佇列。每次只需要找無需的最小值,做替換
}
}
  3)插入排序
  a、預設從第二個資料開始比較。
  b、如果第二個資料比第一個小,則交換。然後在用第三個資料比較,如果比前面小,則插入(狡猾)。否則,退出迴圈
  c、說明:預設將第一資料看成有序列表,後面無序的列表迴圈每一個數據,如果比前面的資料小則插入(交換)。否則退出。
  d、程式碼實現
publicstaticvoidmain(String[]args){
intarr[]={7,5,3,2,4};
//插入排序
for(inti=1;i<arr.length;i++){
//外層迴圈,從第二個開始比較
for(intj=i;j>0;j--){
//記憶體迴圈,與前面排好序的資料比較,如果後面的資料小於前面的則交換
if(arr[j]<arr[j-1]){
inttemp=arr[j-1];
arr[j-1]=arr[j];
arr[j]=temp;
}else{
//如果不小於,說明插入完畢,退出內層迴圈
break;
}
}
}
}
  4)希爾排序(插入排序變種版)
  a、基本上和插入排序一樣的道理
  b、不一樣的地方在於,每次迴圈的步長,通過減半的方式來實現
  c、說明:基本原理和插入排序類似,不一樣的地方在於。通過間隔多個數據來進行插入排序。
  d、程式碼實現
publicstaticvoidmain(String[]args){
intarr[]={7,5,3,2,4};
//希爾排序(插入排序變種版)
for(inti=arr.length/2;i>0;i/=2){
//i層迴圈控制步長
for(intj=i;j<arr.length;j++){
//j控制無序端的起始位置
for(intk=j;k>0&&k-i>=0;k-=i){
if(arr[k]<arr[k-i]){
inttemp=arr[k-i];
arr[k-i]=arr[k];
arr[k]=temp;
}else{
break;
}
}
}
//j,k為插入排序,不過步長為i
}
}
5)快速排序

  

  a、確認列表第一個資料為中間值,第一個值看成空缺(低指標空缺)。

  b、然後在剩下的佇列中,看成有左右兩個指標(高低)。

  c、開始高指標向左移動,如果遇到小於中間值的資料,則將這個資料賦值到低指標空缺,並且將高指標的資料看成空缺值(高指標空缺)。然後先向右移動一下低指標,並且切換低指標移動。

  d、當低指標移動到大於中間值的時候,賦值到高指標空缺的地方。然後先高指標向左移動,並且切換高指標移動。重複c、d操作。

  e、直到高指標和低指標相等時退出,並且將中間值賦值給對應指標位置。

  f、然後將中間值的左右兩邊看成行的列表,進行快速排序操作。

  g、程式碼實現

複製程式碼
publicstaticvoidmain(String[]args){

intarr[]={7,5,3,2,4,1,8,9,6};

//快速排序
intlow=0;
inthigh=arr.length-1;
quickSort(arr,low,high);
}

publicstaticvoidquickSort(int[]arr,intlow,inthigh){
//如果指標在同一位置(只有一個數據時),退出
if(high-low<1){
return;
}
//標記,從高指標開始,還是低指標(預設高指標)
booleanflag=true;
//記錄指標的其實位置
intstart=low;
intend=high;
//預設中間值為低指標的第一個值
intmidValue=arr[low];
while(true){
//高指標移動
if(flag){
//如果列表右方的資料大於中間值,則向左移動
if(arr[high]>midValue){
high--;
}elseif(arr[high]<midValue){
//如果小於,則覆蓋最開始的低指標值,並且移動低指標,標誌位改成從低指標開始移動
arr[low]=arr[high];
low++;
flag=false;
}
}else{
//如果低指標資料小於中間值,則低指標向右移動
if(arr[low]<midValue){
low++;
}elseif(arr[low]>midValue){
//如果低指標的值大於中間值,則覆蓋高指標停留時的資料,並向左移動高指標。切換為高指標移動
arr[high]=arr[low];
high--;
flag=true;
}
}
//當兩個指標的位置相同時,則找到了中間值的位置,並退出迴圈
if(low==high){
arr[low]=midValue;
break;
}
}
//然後出現有,中間值左邊的小於中間值。右邊的大於中間值。
//然後在對左右兩邊的列表在進行快速排序
quickSort(arr,start,low-1);
quickSort(arr,low+1,end);
}
複製程式碼
  h、排序過程(青色:中間值,藍色:確認位置的資料,紅色:移動的資料)

複製程式碼
6,5,3,2,4,1,7,9,8
1,5,3,2,4,6,7,9,8
1,5,3,2,4,6,7,9,8
1,4,3,2,5,6,7,9,8
1,2,3,4,5,6,7,9,8
1,2,3,4,5,6,7,9,8
1,2,3,4,5,6,7,8,9
複製程式碼
  6)歸併排序
  a、將列表按照對等的方式進行拆分
  b、拆分小最小快的時候,在將最小塊按照原來的拆分,進行合併
  c、合併的時候,通過左右兩塊的左邊開始比較大小。小的資料放入新的塊中
  d、說明:簡單一點就是先對半拆成最小單位,然後將兩半資料合併成一個有序的列表。
  e、程式碼實現
publicstaticvoidmain(String[]args){
intarr[]={7,5,3,2,4,1,6};
//歸併排序
intstart=0;
intend=arr.length-1;
mergeSort(arr,start,end);
}
publicstaticvoidmergeSort(int[]arr,intstart,intend){
//判斷拆分的不為最小單位
if(end-start>0){
//再一次拆分,知道拆成一個一個的資料
mergeSort(arr,start,(start+end)/2);
mergeSort(arr,(start+end)/2+1,end);
//記錄開始/結束位置
intleft=start;
intright=(start+end)/2+1;
//記錄每個小單位的排序結果
intindex=0;
int[]result=newint[end-start+1];
//如果查分後的兩塊資料,都還存在
while(left<=(start+end)/2&&right<=end){
//比較兩塊資料的大小,然後賦值,並且移動下標
if(arr[left]<=arr[right]){
result[index]=arr[left];
left++;
}else{
result[index]=arr[right];
right++;
}
//移動單位記錄的下標
index++;
}
//當某一塊資料不存在了時
while(left<=(start+end)/2||right<=end){
//直接賦值到記錄下標
if(left<=(start+end)/2){
result[index]=arr[left];
left++;
}else{
result[index]=arr[right];
right++;
}
index++;
}
//最後將新的資料賦值給原來的列表,並且是對應分塊後的下標。
for(inti=start;i<=end;i++){
arr[i]=result[i-start];
}
}
}