常用算法

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排序

冒泡排序法

冒泡排序法,利用两层嵌套循环,相邻数据进行比较,每次内层循环结束,把当前最大数交换到最后。

public class BubbleSort{
    public static void mian(String[] args) {
        int[] arr = {2, 3, 5, 6, 9, 1, 3, 5, 10, 12};
        sort(arr);
        for(int i=0; i< arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }
    
    public static void sort(int[] arr){
        int length = arr.length;//数组长度
        int temp;//用于交换
        for(int i = 0; i< length - 1; i++) {//外圈循环
            for(int j = 0; j < length - i -1; j++) {//每次循环后,会把最大值交换到最后,所以去除已经排序好的数据
                if(arr[j] > arr[j + 1]) {
                    //判断前面数是否大于后面数,若是,则交换位置
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

快速排序法

快速排序法利用到分治和递归的思想,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。

public class QuickSort{
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2, 3, 5, 6, 9, 1, 3, 5, 10, 12};
        
        int left = 0;   
        int right = arr.length-1;
        
        sort(arr, left, right);
        for(int i=0; i< arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }
    
    /**
     * 快速排序
     * @param arr   数据源
     * @param left  起始数据的位置
     * @param end   结束数据的位置
     */
    public static void sort(int[] arr, int left, int right){
        if(right > left) {
            int midst = findMidst(arr, left, right); //找到基准点
            sort(arr, left, midst); //对左侧排序
            sort(arr, midst + 1, right); //对右侧排序
      }
    }
    
    public static int findMidst(int[] arr, int left, int right) {
        int midst = arr[left];
        while(right > left) {
            //从右向左循环,找到比基准数小的
            while(right > left && arr[right] >= midst) {
                right--;
            }
            arr[left] = arr[right];
            //从左向右循环,找到比基准数大的
            while(right > left && arr[left] <= midst) {
                left++;
            }
            arr[right] = arr[left];
        }
        arr[left] = midst;
        return left;
    }
}

插入排序法

插入排序法,假设在要排序的一组数中,前n-1个数已经排好序,现在将第n个数插到前面的有序数列中,使得这n个数也是排好顺序的。如此反复循环,直到全部排好顺序。

public class InsertSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 4, 3, 5, 6, 9, 1, 3, 5, 10, 12, 9, 1 };

        sort(arr);

        for (int k = 0; k < arr.length; k++) {
            System.out.print(arr[k] + " ");
        }

    }

    public static void sort(int[] arr) {
        if (arr != null && arr.length > 1) {
            for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
                int temp = arr[i]; //要插入的数据
                int j;
                for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
                    if (arr[j] > temp) { 
                        arr[j + 1] = arr[j]; 
                    } else {
                        break;
                    }
                }
                //此处注意 j会先-1,在判断j是否符合条件,故需要+1
                arr[j + 1] = temp;

            }
        }
    }

}

选择排序法

一组需要排序的数中,假设第一个数最小,遍历数组和其比较,找出最小的数和它交换位置,如此反复,即可全部排序。

public class SelectSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 4, 3, 5, 6, 9, 1, 3, 5, 10, 12, 9, 1 };

        sort(arr);

        for (int k = 0; k < arr.length; k++) {
            System.out.print(arr[k] + " ");
        }
    }
    
    public static void sort(int[] arr) {
        int pos;
        int temp;
        for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
            pos = i;
            for(int j = i+1; j < arr.length; j++) {
                if(arr[j] < arr[pos]) {
                    pos = j;
                }
            }
            
            if(pos != i){
                temp = arr[pos];
                arr[pos] = arr[i];
                arr[i] = temp;
            }
        }
    }
}

希尔排序

在要排序的一组数中,根据某一增量分为若干子序列,并对子序列分别进行插入排序,然后逐渐将增量减小,并重复上述过程。直至增量为1,此时数据序列基本有序,最后进行插入排序。

public class ShellSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 4, 3, 5, 6, 9, 1, 3, 5, 10, 12, 9, 1 };

        sort(arr);

        for (int k = 0; k < arr.length; k++) {
            System.out.print(arr[k] + " ");
        }
    }

    public static void sort(int[] arr) {
        if (arr != null && arr.length > 2) {
            int index = arr.length / 2;
            while (true) {
                for (int i = 0; i < index; i++) {
                    for (int j = i; j + index < arr.length; j += index) {
                        if(arr[j] > arr[j+index]) {
                            int temp = arr[j];
                            arr[j] = arr[j + index];
                            arr[j+ index] = temp;
                        }
                    }
                }
                
                if(index == 1) {
                    break;
                }
                index--;
            }
        }
    }
}

查找

二分查找法

二分查找法,是对有序的序列进行折半查找,每次以序列的中间位置的数来与待查找的关键字进行比较,以确认下一查找区间的位置,直到匹配成功

public class BinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 55, 3, 5, 6, 9, 11, 34, 5, 10, 12, 9, 1 };
        
        int target = search(arr, 0, arr.length - 1, 26);
        System.out.println("target = " + target);
        
        target = search(arr, 99);
        System.out.println("target = " + target);
    }
    
    /**
     * 递归实现
     * @param arr
     * @param start
     * @param end
     * @param target
     * @return
     */
    public static int search(int[] arr, int start, int end, int target) {
        int middle = (start + end) / 2;
        if(arr[end] < target || arr[start] > target || start > end) {
            return -1;
        }
        
        if (arr[middle] == target) {
            return middle;
        } else if (arr[middle] > target) {
            return search(arr, middle + 1, end, target);
        } else{
            return search(arr, 0, middle - 1, target);
        } 
    
    }
    
    /**
     * 循环实现
     * @param arr
     * @param target
     * @return
     */
    public static int search(int[] arr, int target) {
        int start = 0;
        int end = arr.length - 1;
        while(start <= end) {
            int middle = (start + end) / 2;
            if(arr[middle] == target) {
                return middle;
            }else if(arr[middle] > target) {
                start = middle +1;
            }else {
                end = middle - 1;
            }
        }
        
        return -1;
    }
}
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