排序

  1. 快速排序
    通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分关键字小,则分别对这两部分继续进行排序,直到整个序列有序。


    快速排序

把整个序列看做一个数组,把第零个位置看做中轴,和最后一个比,如果比它小交换,比它大不做任何处理;交换了以后再和小的那端比,比它小不交换,比他大交换。这样循环往复,一趟排序完成,左边就是比中轴小的,右边就是比中轴大的,然后再用分治法,分别对这两个独立的数组进行排序。

 public int getMiddle(Integer[] list, int low, int high) {
        int tmp = list[low];    //数组的第一个作为中轴
        while (low < high) {
            while (low < high && list[high] > tmp) {
                high--;
            }
            list[low] = list[high];   //比中轴小的记录移到低端
            while (low < high && list[low] < tmp) {
                low++;
            }
            list[high] = list[low];   //比中轴大的记录移到高端
        }
        list[low] = tmp;              //中轴记录到尾
        return low;                   //返回中轴的位置
    }

    public void _quickSort(Integer[] list, int low, int high) {
        if (low < high) {
            int middle = getMiddle(list, low, high);       //将list数组进行一分为二
            _quickSort(list, low, middle - 1);        //对低字表进行递归排序
            _quickSort(list, middle + 1, high);       //对高字表进行递归排序
        }
    }

    public void quick(Integer[] str) {
        if (str.length > 0) {    //查看数组是否为空
            _quickSort(str, 0, str.length - 1);
        }
    }

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Integer[] list={34,3,53,2,23,7,14,10};

        Qsort qs = new Qsort();

        qs.quick(list);

        for (int i=0, n = list.length; i < n; i++){
            System.out.print(list[i]+" ");
        }

        System.out.println();
    }

平均时间复杂度是O(nlogn)

冒泡排序:以从小到大排序为例,每一轮排序就找出未排序序列中最大值放在最后。

设数组的长度为N:
(1)比较前后相邻的二个数据,如果前面数据大于后面的数据,就将这二个数据交换。

(2)这样对数组的第0个数据到N-1个数据进行一次遍历后,最大的一个数据就“沉”到数组第N-1个位置。

(3)N=N-1,如果N不为0就重复前面二步,否则排序完成。

/**
 * 冒泡排序的第一种实现, 没有任何优化
 * @param a
 * @param n
 */
public static void bubbleSort1(int [] a, int n){
    int i, j;

    for(i=0; i<n; i++){//表示n次排序过程。
        for(j=1; j<n-i; j++){
            if(a[j-1] > a[j]){//前面的数字大于后面的数字就交换
                //交换a[j-1]和a[j]
                int temp;
                temp = a[j-1];
                a[j-1] = a[j];
                a[j]=temp;
            }
        }
    }
}// end

下面开始考虑优化,如果对于一个本身有序的序列,或则序列后面一大部分都是有序的序列,上面的算法就会浪费很多的时间开销,这里设置一个标志flag,如果这一趟发生了交换,则为true,否则为false。明显如果有一趟没有发生交换,说明排序已经完成。

/**
 * 设置一个标志,如果这一趟发生了交换,则为true,否则为false。明显如果有一趟没有发生交换,说明排序已经完成。
 * @param a
 * @param n
 */
public static void bubbleSort2(int [] a, int n){
    int j, k = n;
    boolean flag = true;//发生了交换就为true, 没发生就为false,第一次判断时必须标志位true。
    while (flag){
        flag=false;//每次开始排序前,都设置flag为未排序过
        for(j=1; j<k; j++){
            if(a[j-1] > a[j]){//前面的数字大于后面的数字就交换
                //交换a[j-1]和a[j]
                int temp;
                temp = a[j-1];
                a[j-1] = a[j];
                a[j]=temp;

                //表示交换过数据;
                flag = true;
            }
        }
        k--;//减小一次排序的尾边界
    }//end while
}//end

再进一步做优化。比如,现在有一个包含1000个数的数组,仅前面100个无序,后面900个都已排好序且都大于前面100个数字,那么在第一趟遍历后,最后发生交换的位置必定小于100,且这个位置之后的数据必定已经有序了,也就是这个位置以后的数据不需要再排序了,于是记录下这位置,第二次只要从数组头部遍历到这个位置就可以了。如果是对于上面的冒泡排序算法2来说,虽然也只排序100次,但是前面的100次排序每次都要对后面的900个数据进行比较,而对于现在的排序算法3,只需要有一次比较后面的900个数据,之后就会设置尾边界,保证后面的900个数据不再被排序。

public static void bubbleSort3(int [] a, int n){
    int j , k;
    int flag = n ;//flag来记录最后交换的位置,也就是排序的尾边界

    while (flag > 0){//排序未结束标志
        k = flag; //k 来记录遍历的尾边界
        flag = 0;

        for(j=1; j<k; j++){
            if(a[j-1] > a[j]){//前面的数字大于后面的数字就交换
                //交换a[j-1]和a[j]
                int temp;
                temp = a[j-1];
                a[j-1] = a[j];
                a[j]=temp;

                //表示交换过数据;
                flag = j;//记录最新的尾边界.
            }
        }
    }
}

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