本文章介绍一些常用的算法,使用Java语言解析,每个例子都有打印结果及每次循环排序的结构
1.冒泡排序
冒泡算法的主要逻辑是,假设有N个数,游标从第一位数开始,若左边的数比右边的数大,则左边交换,游标移向下一位直到最后一位。 在游标移动过程中,可以保证,右边的数一定比左边的数大,因为第一轮遍历是要找出最大的数, 并且最大的数在最后一位。同理,要找出第二大的数,重复上述过程,直至找出第N大的数,排序结束。 因此时间复杂度是O(N*N),空间复杂度是O(1)。
如果大家直接粘贴代码的话请把我的打印方法写上,如果是自己参考 请忽略 其他几个排序共用
/**
* 我是输出方法
* @param count 排序轮数
* @param arr 数组
*/
public static void print(int count, int[] arr) {
StringBuilder result = new StringBuilder();
result = result.append("排序第").append(count).append("次,数组为:");
System.out.println();
for (int num : arr) {
result = result.append(num).append(" ");
}
System.out.println(result);
}
冒泡排序
/**
* 冒泡排序
* 冒泡算法的主要逻辑是,假设有N个数,游标从第一位数开始,
* 若左边的数比右边的数大,则左边交换,游标移向下一位直到最后一位。
* 在游标移动过程中,可以保证,右边的数一定比左边的数大,因为第一轮遍历是要找出最大的数,
* 并且最大的数在最后一位。同理,要找出第二大的数,重复上述过程,直至找出第N大的数,排序结束。
* 因此时间复杂度是O(N*N),空间复杂度是O(1)。
*/
public static void dropSort(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {//外层循环控制排序趟数
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {//内层循环控制每一趟排序多少次
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
//数组角标从零开始
print(i+1,arr);
}
}
2.选择排序
选择排序法 是对 定位比较交换法(也就是冒泡排序法) 的一种改进。
选择排序的基本思想是:每一趟在n-i+1(i=1,2,…n-1)个记录中选取关键字最小的记录作为有序序列中第i个记录。 基于此思想的算法主要有简单选择排序、树型选择排序和堆排序。
简单选择排序的基本思想:第1趟,在待排序记录r[1]~r[n]中选出最小的记录,将它与r[1]交换;
第2趟,在待排序记录r[2]~r[n]中选出最小的记录,将它与r[2]交换; 以此类推,第i趟在待排序记录r[i]~r[n]中选出最小的记录,将它与r[i]交换,使有序序列不断增长直到全部排序完毕。
选择排序算法的时间复杂度是O(n*n),空间复杂度为O(1)
/**
* 选择排序法
* 选择排序法 是对 定位比较交换法(也就是冒泡排序法) 的一种改进。
* 选择排序的基本思想是:每一趟在n-i+1(i=1,2,…n-1)个记录中选取关键字最小的记录作为有序序列中第i个记录。
* 基于此思想的算法主要有简单选择排序、树型选择排序和堆排序。
* 简单选择排序的基本思想:第1趟,在待排序记录r[1]~r[n]中选出最小的记录,将它与r[1]交换;
* 第2趟,在待排序记录r[2]~r[n]中选出最小的记录,将它与r[2]交换;
* 以此类推,第i趟在待排序记录r[i]~r[n]中选出最小的记录,将它与r[i]交换,使有序序列不断增长直到全部排序完毕。
* 选择排序算法的时间复杂度是O(n*n),空间复杂度为O(1)
*/
public static void choiceSort(int[] arr){
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {//外层循环控制排序趟数
//先记录指针 最后交换
int index = i;
for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
//如果当前数大 则记录比较小的数的指针
if (arr[index] > arr[j]) {
index = j;
}
}
if (index != i){
int temp = arr[index];
arr[index] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
//数组角标从零开始
print(i+1,arr);
}
}
3.直接插入排序
直接插入排序(Straight Insertion Sort)也称“简单插入排序”
基本思想:假设第一个数是有序的,则拿第二个跟第一个比较
第i趟排序将序列中第i+1个元素Ki+1插入到一个已经按值有序的子序列(K1,K2…Ki)中的合适的位置, 使得插入后的序列仍然保持按值有序, 直接插入排序算法的时间复杂度是O(n*n),空间复杂度为O(1)
/**
* 直接插入排序(Straight Insertion Sort)也称“简单插入排序”
* 基本思想:假设第一个数是有序的,则拿第二个跟第一个比较
* 第i趟排序将序列中第i+1个元素Ki+1插入到一个已经按值有序的子序列(K1,K2...Ki)中的合适的位置,
* 使得插入后的序列仍然保持按值有序
* 直接插入排序算法的时间复杂度是O(n*n),空间复杂度为O(1)
*/
public static void insertSort(int[] arr){
//放在外层 减少内存损耗
int temp,j;
for (int i = 1; i < arr.length; i++){
//后面如果指针移动 那么数据将会变化 所以暂时存储起来
temp = arr[i];
//从有序的序列后端开始比较 如果tmpNum小于后端数,那后端的数要顺移
for (j = i-1; j >= 0 && temp < arr[j]; j --){
arr[j+1] = arr[j];
}
//将tmpNum插入到指定位置
arr[j+1] = temp;
//数组角标从零开始
print(i+1,arr);
}
}
4.快速排序
快速排序的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
这个文章描述的非常仔细 如果理解不了可以去看一看 http://developer.51cto.com/art/201403/430986.htm
/**
* 快速排序
* 快速排序的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,
* 其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,
* 然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,
* 整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
* 这是文章描述的非常仔细 如果理解不了可以去看一看 http://developer.51cto.com/art/201403/430986.htm
*/
public static void quickSort(int[] arr,int start,int end){
//放在外层 减少内存损耗
int temp,i,j = start;
/*
* 选择第一个数为基准数 所以要从末尾开始查找比基准数小的数
* 这样后面才能 交换“相遇数(前后指针相遇的位置)”与基准数
*/
for (i = end; i > start && i > j; i --){
if (arr[i] < arr[start]){
for (; j < i; j ++){
if (arr[j] >= arr[start]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[i];
arr[i] = temp;
break;
}
}
}
}
//如果移动到同一位置的话则与基准数交换
if (i == j && i > start){
temp = arr[start];
arr[start] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
if (start != i){
// 现在i处于分水岭 则不比较 对i前面的进行排序
quickSort(arr,start ,i-1);
}
if (end!=i){
// 现在i处于分水岭 则不比较 对i后面的进行排序
quickSort(arr,i+1,end);
}
//数组角标从零开始
print(i+1,arr);
}
并附上Test 测试类
package com.study.studysummary.algorithm;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class JavaAlgorithmTest {
private static int[] args = {9, 1, 489, 79452, 4, 7, 214, 45, 12, 2, 3, 5, 87, 798, 13};
@Before
public void before(){
JavaAlgorithm.print(0,args);
}
@Test
public void testDropSort() {
JavaAlgorithm.dropSort(args);
}
@Test
public void testchoiceSort() {
JavaAlgorithm.choiceSort(args);
}
@Test
public void testInsertSort() {
JavaAlgorithm.insertSort(args);
}
@Test
public void testQuickSort() {
JavaAlgorithm.quickSort(args,0,args.length -1);
}
}
第一章先学到这里,如果大家有问题可以留言,或者到https://gitee.com/only-one-one/studysummary下载源码