?
分类:
?一、冒泡排序:(平均时间复杂度:O(n^2))
? ? ? ? 1、基本思想:通过对待排序列从前向后,依次比较相邻元素的值,若逆序则交换,使较大的元素逐渐从前移向后部,类似水底下的气泡一样逐渐往上冒,每进行完一轮排序,都会使得排序序列最后一个数为最大的。
? ? ? ??2、算法优化:在排序的过程中,如果一趟比较下来的没有进行过数交换,则说明当前的序列已经有序了,不用再进行接下来的排序。因此在排序过程中设置一个标志flag判断元素是否进行过交换,可以适当优化。
? ? ? ? 3、演示冒泡排序过程的例子:
????????
? ? ? ? ?小结上述例子:
? ? ? ? ? (1)一共进行数组的长度 - 1次排序循环
? ? ? ? ? (2)每一趟排序的次数都在不断的减少
? ? ? ? ? (3)如果在某一躺发现没有交换,则可提前结束
? ? ? ? ?4、代码如下:
????????
?
public static void bubbleSort(int[] arr){
int temp = 0;
boolean flag = false;//起优化作用
for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++){
for(int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++){
if(arr[j] > arr[j + 1]){
flag = true;
temp = arr[j + 1];
arr[j + 1] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
if(!flag){
break;
}else{
flag = false;
}
}
}
?
? ? ? ? 解释:(1)外层循环控制的是循环次数(待排序序列长度 - 1),内层循环控的? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?是相邻两个元素进行交换,注意交换条件(j < arr.length - 1 -i)。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(2)在一轮循环结束后,如果flag被置为true,则说明已为有序序列,不? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 用再进行接下来的循环了。
二、快速排序:(对冒泡排序的一种改进)(平均时间复杂度:O(nlogn))
? ? ? ? 1、基本思想:在待排序序列中选择一个基准元素,通过一趟排序后,将该序列分割成两个独立的部分,左边部分的元素都比该基准小,右边部分都比该基准大,然后在分别对这两部分进行递归处理,已次达到目的。
? ? ? ? 2、快速排序法示意图:
????????
? ? ? ? ?3、代码如下:
????????
public static void quickSort(int[] arr,int start,int end){
if(start >= end){//递归结束标志
return;
}
//把数组中的第0个数字作为标准数
int stard = arr[start];
int low = start;
int high = end;
while (low < high) {
while (low < high && stard <= arr[high]){
high --;
}//在右边找出一个比stard小的数
arr[low] = arr[high];//找到之后进行覆盖下标为low的数
while (low < high && stard >= arr[low]){
low ++;
}//在左边找出一个比stard大的数
arr[high] = arr[low];//找到之后进行覆盖下标为high的数
}
//把标准数赋给下标为low或high的数(此时low=high)
arr[low] = stard;
//进行递归,处理两边的数字
quickSort(arr,start,low);
quickSort(arr,low+1,end);
}
? ? ? ? 注意:(1)任何递归都得注意结束标志,必然会陷入死循环。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(2)在该算法中,选择了第0个数字作为标准数,所以当在右边找出了一? ????????????????????????????个比基准小的数时,可以直接赋值给左边下标为low的数(当然不? ?????????????????????????????同算法在细节上可能不一样,总体思想不变)。
三、归并排序:(平均时间复杂度:O(nlogn))
? ? ? ? 1、基本思想:是利用归并的思想实现的排序算法,该算法采用经典的分治策略(分:将问题分成一些小的问题然后递归求解,治:将分阶段得到的各答案修补在一起。即为分而治之)。
? ? ? ? 2、归并排序图解:
? ? ? ? 分治总体图解:
????????
? ? ? ? ?治阶段的合并图解:
????????
? ? ? ? ?3、代码如下:
????????
//分+合的方法
public static void mergeSort(int[] arr,int left,int right,int[] temp){
if(left < right){
int mid = (left + right) / 2;
//向左递归进行分解
mergeSort(arr,left,mid,temp);
//向右递归进行分解
mergeSort(arr,mid + 1,right,temp);
//到合并时
merge(arr,left,mid,right,temp);
}
}
//合并的方法
/**
*
* @param arr 排序的原始数组
* @param left 左边有序序列的初始索引
* @param mid 中间索引
* @param right 右边索引
* @param temp 做中转的数组
*/
public static void merge(int[] arr,int left,int mid,int right,int[] temp) {
int i = left;//左边有序序列的初始索引
int j =mid + 1;//右边有序序列的初始索引
int t = 0;//指向temp数组的当前索引
//1、把两个有序序列按照规则填充到temp数组中,直到一方已经处理完毕
while (i <= mid && j <= right) {
if(arr[i] <= arr[j]){
temp[t] = arr[i];
t++;
i++;
}else{
temp[t] = arr[j];
t++;
j++;
}
}
//2、把有剩余数据的有序序列直接填充到temp数组中
while (i <= mid){
temp[t] = arr[i];
t++;
i++;
}
while (j <= right){
temp[t] = arr[j];
t++;
j++;
}
//3、将temp数组的元素拷贝到arr(并不是拷贝所有)
t = 0;
int tempLeft = left;
while (tempLeft <= right) {
arr[tempLeft] = temp[t];
t++;
tempLeft++;
}
}
? ? ? ? 解释:在margeSort()方法中,当向右递归进行分解完了后此时的待排序列为如图:,可以看出为8个小的有序序列,然后再从此时对小的有序序列进行合并,直到回溯完,也就已经排好了序。
四、基数排序:(平均时间复杂度:O(n^k))
? ? ? ? 1、介绍:基数排序是桶排序的扩展,它是将整数按位数进行切割,按照得到的位数,把相应的元素分配至某些桶中,以达到排序的目的。基数排序法是属于效率高的稳定性(对于相同的元素,排序前后的相对顺序不变)的排序法。
? ? ? ? 2、主要思想:将所有待比较数值统一为同样的数位长度,数位短的数前面补0。然后,从最低位开始,依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序后,数列就已经排好了序。
? ? ? ? 3、基数排序的图文说明:(该序列的最高位数为百位,所以进行三次排序)
?
? ? ? ? ?4、代码如下:
public static void radixSort(int[] arr){
//开始循环的准备过程
//1、得到数组中最大数的位数
int max = arr[0];
for(int i = 1; i < arr.length; i++){
if(arr[i] > max){
max = arr[i];
}
}
//2、得到最大数是几位数
int maxLength = (max + "").length();
//定义一个二维数组,表示10个桶,每个桶就是一个一维数组
//1、二维数组包含10个一维数组
//2、为了防止在放数据的时候,数据溢出,一维数组的长度为arr.length
//3、很明显基数排序就是空间换时间的经典算法
int[][] bucket = new int[10][arr.length];
//为了记录每个桶中,实际存放了多少个数据,我们定义一个一维数组来记录各个桶每次放入的数据个数
int[] bucketElementCounts = new int[10];
//bucketElementCounts[0],记录的是bucket[0]桶放入的个数
for(int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++,n *= 10){
//针对每一轮,每个元素对应的位数进行排序(第一次是个位,第二次是十位。。。)
for(int j = 0; j < arr.length; j++){
//取出每个元素对应位的值,放入到对应桶中
int digtiofElement = arr[j] / n % 10;
bucket[digtiofElement][bucketElementCounts[digtiofElement]] = arr[j];
bucketElementCounts[digtiofElement]++;
//比如53,表示放到bucket[3][bucketElementCounts[3]]中,bucketElementCounts[3]一开始为0,每放一个数就进行++
}
//按照这个桶的顺序,(一维数组的下标取出数据,放入原来数组)
int index = 0;
//遍历每一个桶,若桶中有数据,则放入到原数组中
for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++){
if(bucketElementCounts[k] != 0){
//循环第k个桶(即第k个一维数组),放入
for(int l = 0; l<bucketElementCounts[k] ; l++){
arr[index] = bucket[k][l];
index++;
}
}
//进行每一轮处理时,都需要将每个桶计数的数组置0
bucketElementCounts[k] = 0;
}
}
}
? ? ? ? 解释:(1)在开始循环前需先得到该序列最大数的位数,以次来作为循环次数。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(2)定义的bucket二维数组是用来放置每个桶的数据,bucletElement? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Counts是用来记录每个桶所放进的个数,方便用来取数。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(3)进行每一轮处理时,都需要将每个桶计数的数组置0.
? ? ? ? 5、说明:(1)基数排序是对传统桶排序的扩展,速度很快,而且是稳定的。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)基数排序是经典的空间换时间的方式,占用内存很大,当对海数? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 据排序时,容易造成OutOfMemoryError。
|