Java整數陣列排序
阿新 • • 發佈：2021-10-09
整數陣列中的元素包含: 負數 0 正數 可能會有重複 隨機數範圍為-49到+49 共100個
排序演算法: 選擇 冒泡 插入 快速 希爾 歸併 桶
程式碼均為升序 倒序的部分在具體的位置會有標記
package a2_sort; import java.util.Random; public class a01_selection { // 選擇排序核心思想 不斷的選擇出最小值 換位到序列最左側 public static int[] selectionSort(int[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length; i++) {1 selectSortint min = arr[i]; int index = i; for (int j = i+1; j < arr.length; j++) { // 換成< 就是降序 if (min > arr[j]){ min = arr[j]; index = j; } } int temp = arr[i]; arr[i]= min; arr[index] = temp; } return arr; } public static void main(String[] args) { int[] arr = hundred(); int[] res = selectionSort(arr); for (int temp: res) { if(temp != res[res.length-1]) System.out.print(temp + ",");else System.out.println(temp); } }public static int[] hundred(){ int[] arr = new int[100]; int res = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { res = new Random().nextInt(50); if (i>50) {res = res*(-1);} arr[i] = res; } return arr; } }
package a2_sort; import java.util.Random; public class a02_bubble { // 氣泡排序核心思想 像冒泡一樣 不斷的選擇出最大值 換位序列最右側 public static int[] bubbleSort(int[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) { for (int j = 0; j < arr.length-1-i; j++) { // 換成< 就是降序 if (arr[j]>arr[j+1]){ int temp = arr[j+1]; arr[j+1] = arr[j]; arr[j] = temp; } } } return arr; } public static void main(String[] args) { int[] arr = hundred(); int[] res = bubbleSort(arr); for (int temp: res) { if(temp != res[res.length-1]) System.out.print(temp + ",");else System.out.println(temp); } } public static int[] hundred(){ int[] arr = new int[100]; int res = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { res = new Random().nextInt(50); if (i>50) {res = res*(-1);} arr[i] = res; } return arr; } }2 bubbleSort
package a2_sort; import java.util.Random; public class a03_insert { // 插入排序核心思想: 不斷和左側元素比較 將較小的元素 插入到左側 public static int[] insertionSort(int[] arr) { for (int i = 1; i < arr.length; i++) { for (int j = i; j > 0 ; j--) { // 換成> 就是降序 和選擇排序氣泡排序不同 正好相反 if (arr[j]<arr[j-1]){ int temp = arr[j-1]; arr[j-1] = arr[j]; arr[j] = temp; } } } return arr; } public static void main(String[] args) { int[] arr = hundred(); int[] res = insertionSort(arr); for (int temp: res) { if(temp != res[res.length-1]) System.out.print(temp + ",");else System.out.println(temp); } } public static int[] hundred(){ int[] arr = new int[100]; int res = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { res = new Random().nextInt(50); if (i>50) {res = res*(-1);} arr[i] = res; } return arr; } }3 insertionSort
package a2_sort; import java.util.Random; public class a04_quick { // 快速排序核心思想: 2個哨兵對向出發 將相遇的位置歸位 分成左右兩序列後 類推 public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { if (left>right)return; int i,j,temp,t; i=left; j=right; temp=arr[left]; while (i!=j){ // 分別換成<=和>= 就是降序 哨兵j讓小於基準的值 存放在右側 while (arr[j]>=temp && i<j) j--; while (arr[i]<=temp && i<j) i++; if (i<j){ t=arr[i]; arr[i]=arr[j]; arr[j]=t; } } arr[left] = arr[i]; arr[i] = temp; quickSort(arr, left, i-1); quickSort(arr, i+1, right); } public static void main(String[] args) { int[] arr = hundred(); quickSort(arr,0,arr.length-1); for (int temp: arr) { if(temp != arr[arr.length-1]) System.out.print(temp + ",");else System.out.println(temp); } } public static int[] hundred(){ int[] arr = new int[100]; int res = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { res = new Random().nextInt(50); if (i>50) {res = res*(-1);} arr[i] = res; } return arr; } }4 quickSort
package a2_sort; import java.util.Random; public class a05_shell { public static int[] shellSort(int[] arr){ // 希爾排序核心思想: 將步長減半 然後進行插入排序 for (int i = arr.length/2; i > 0 ; i/=2) { for (int j = i; j < arr.length ; j++) { for (int k = j; k > 0 && k+1 > 0 ; k--) { // 換成> 就是降序 if (arr[k]<arr[k-1]){ int temp = arr[k-1]; arr[k-1] = arr[k]; arr[k] = temp; } } } } return arr; } public static void main(String[] args) { int[] arr = hundred(); int[] res = shellSort(arr); for (int temp: res) { if(temp != res[res.length-1]) System.out.print(temp + ",");else System.out.println(temp); } } public static int[] hundred(){ int[] arr = new int[100]; int res = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { res = new Random().nextInt(50); if (i>50) {res = res*(-1);} arr[i] = res; } return arr; } }5 shellSort
package a2_sort; import java.util.Random; public class a06_merge { // 歸併排序核心思想: 將陣列不斷分割 最終進行比較 排序 然後歸併成一個有序陣列 public static void mergeArr(int[] arr, int left, int mid, int right){ int[] b = new int[arr.length]; int p1=left, p2=mid+1, k=left; while (p1<=mid && p2<=right) { // 換成>= 就是降序 if(arr[p1]<=arr[p2]) b[k++] = arr[p1++]; else b[k++] = arr[p2++]; } while (p1<=mid) b[k++] = arr[p1++]; while (p2<=right) b[k++] = arr[p2++]; for (int i = left; i <= right; i++) arr[i] = b[i]; } public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right){ if (left>=right)return; int mid=(left+right)/2; mergeSort(arr, left, mid); mergeSort(arr, mid+1, right); mergeArr(arr, left, mid, right); } public static void main(String[] args) { int[] arr = hundred(); mergeSort(arr, 0, arr.length-1); for (int temp: arr) { if(temp != arr[arr.length-1]) System.out.print(temp + ","); else System.out.println(temp); } } public static int[] hundred(){ int[] arr = new int[100]; int res = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { res = new Random().nextInt(50); if (i>50) {res = res*(-1);} arr[i] = res; } return arr; } }6 mergeSort
package a2_sort; import java.util.Random; public class a07_bucket { // 桶排序核心思想: 陣列的索引值是有序的 利用這個特點 在新陣列中進行統計個數 public static int[] bucketSort(int[] arr){ int max = Integer.MIN_VALUE; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { max = Math.max(max, arr[i]); } int[] bucket = new int[max+1]; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { bucket[arr[i]]++; } int res = 0; // 降序為 int j = arr.length-1; j > 0; j-- for (int j = 0; j < bucket.length; j++) { while (bucket[j]-- > 0) arr[res++] = j; } return arr; } public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,3,2,5,4,9,6,7,8,0}; int[] res = bucketSort(arr); for (int temp: res) { if(temp != res[res.length-1]) System.out.print(temp + ","); else System.out.print(temp); } } public static int[] hundred(){ int[] arr = new int[100]; int res = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { res = new Random().nextInt(50); if (i>50) {res = res*(-1);} arr[i] = res; } return arr; } }7 bucketSort
package a2_sort; import java.util.Arrays; import java.util.Random; // 解決一個問題 桶排序無法對負數進行排序 public class a08_bucket { public static void main(String[] args) { int[] arr = hundred(); int[] f = getArr1(arr); // 取出負數 f = bucket1(f); // 負數轉正 升序 f = reverseArr(f); // 反轉成倒序 f = recover(f); // 正數恢復成負數 int[] n = getArr2(arr); // 取出正數 n = bucket2(n); // 普通桶排序 將陣列排序 int[] m = mergeArray(f,n); // 負數的陣列 和 正數的陣列 合併 printArr(m); // 陣列中的元素有100個 目測排序的準確性,數量 較耗時 // 所以使用陣列的工具來驗證 比較隨機生成的陣列 和 自己手寫的方法產生的陣列 應該一致 Arrays.sort(arr); int[] arrSort = arr; System.out.println("兩個陣列是否相同: : " + Arrays.equals(arr, m)); // equalsArr(arr,m); } // 遍歷陣列m 要像Arrays.toString一樣 兩端有[] 元素之間有逗號和1個空格 最後沒有 public static void printArr(int[] m){ String res = "["; int len = m.length-1; for (int i = 0; i < len; i++) { res += m[i] + ", "; } res += m[len] + "]"; System.out.println(res); System.out.println(Arrays.toString(m)); // 採用str拼接的方式 /*String res1 = "["; String res2 = ""; for (int i = 0; i < m.length-1; i++) { res2 +=m[i]; res2 +=", "; } String res3 = "" + m[m.length-1]; String res4 = "]"; System.out.println(res1+res2+res3+res4);*/ } // 比較arr和m這兩個陣列有什麼區別 public static void equalsArr(int[] arr, int[] m){ System.out.print("陣列arr的長度: " + arr.length + "m的長度: " + m.length); System.out.println(arr.length==m.length); System.out.print("比較2個數組中的元素是否相同: "); int p1=0, p2=0; boolean flag ; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (arr[i]==m[i]) { m[i] = -1; } else if(i==m.length) { System.out.println("2個數組不相同"); flag = false; return; } } } // 合併 負數的陣列 和 正數的陣列 public static int[] mergeArray(int[] f, int[] n){ int p1=f.length, p2=n.length; int[] res = new int[p1+p2]; // 先將f這個負數陣列填充到res中 然後在剩餘位置將n這個正數陣列填充 總長100 for (int i = 0; i < p1; i++) res[i] = f[i]; int idx = p1; for (int j = 0; j < p2; j++) res[idx++] = n[j]; return res; } // 讓負數陣列 變成 正數陣列 方便後續的桶排序 public static int[] recover(int[] f){ for (int i = 0; i < f.length; i++) f[i] = f[i] * (-1); return f; } // 將升序的陣列 變成 倒序 因為最終的效果為-49到+49 負數的部分就應該是倒序 public static int[] reverseArr(int[] f){ int temp = 0; for (int i = 0; i < f.length/2; i++) { temp = f[i]; f[i] = f[f.length-1-i]; f[f.length-1-i] = temp; } return f; } // 將正數的陣列進行排序 必須使用桶排序 public static int[] bucket2(int[] n){ int max = Integer.MIN_VALUE; for (int i = 0; i < n.length; i++) max = Math.max(max, n[i]); int[] b = new int[max+1]; for (int i = 0; i < n.length; i++) b[n[i]]++; int idx = 0; for (int j = 0; j < b.length; j++) { while (b[j]-- >0) n[idx++] = j; } return n; } // 將負數陣列升序 因為必須使用桶排序 涉及到的索引都要是正數 所以負數要暫時轉換成正數 public static int[] bucket1(int[] f){ for (int i = 0; i < f.length ; i++) f[i] = f[i] * (-1); int max = Integer.MIN_VALUE; for (int i = 0; i < f.length; i++) max = Math.max(max, f[i]); int[] b = new int[max+1]; for (int i = 0; i < f.length; i++) b[f[i]]++; int fIdx = 0; for (int j = 0; j < b.length; j++) { while (b[j]-- > 0) f[fIdx++] = j; } return f; } // 取出陣列arr中存放的正數 和 0 特意將0放在這裡存放屬於正數的陣列 public static int[] getArr2(int[] arr){ int ne = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (arr[i]>=0) ne++; } int nIdx = 0; int[] n = new int[ne]; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (arr[i]>=0) n[nIdx++] = arr[i]; } return n; } // 取出陣列arr中的負數 形成一個新的陣列 命名為: 負數的陣列 public static int[] getArr1(int[] arr){ int positiveNumber = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (arr[i]<0) positiveNumber++; } int fIdx = 0; int[] f = new int[positiveNumber]; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if(arr[i]<0){ f[fIdx++]=arr[i]; } } return f; } // 隨機生成100個整數 含負數 0 正數 有重複 範圍-49到49 public static int[] hundred(){ int[] arr = new int[100]; int res = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { res = new Random().nextInt(50); if (i>50) {res = res*(-1);} arr[i] = res; } return arr; } }8 讓桶排序可以排序負數