算法學習(1)八大排序

均爲從小到大排序

 

1.冒泡排序

冒泡排序(Bubble Sorting)的基本思想是:通過對待排序序列從前向從下標較小的元素開始),依次比較相鄰元素的若發現逆序則交換,使大的元素逐漸從移向後部,就象水底下的氣泡一樣逐漸向上冒

優化

因爲排序的過程中,各元素不斷接近自己的位置,如果一趟比較下來沒有進行過交換,就說明序列有序,因此要在排序過程中設置一個標誌flag判斷元素是否進行過交換。從而減少不必要的比較

原始代碼

public static void  Bubbling(int[] arr){
        int temp=0;
        for (int i=arr.length-1;i>0;i--){
            for (int j=0;j<i;j++){
                if (arr[j]>arr[j+1]){
                    temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                }
            }
        }
    }

優化

    public static void  Bubbling(int[] arr){
        boolean flag=true;
        int temp=0;
        for (int i=arr.length-1;i>0;i--){
            flag=true;
            for (int j=0;j<i;j++){
                if (arr[j]>arr[j+1]){
                    temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                    flag=false;
                }
            }
            if (flag){
                break;
            }
        }
    }

2 選擇排序

選擇排序(select sorting)也是一種簡單的排序方法。它的基本思想是:第一次arr[0]~arr[n-1]中選取最小值,arr[0]交換,第二次arr[1]~arr[n-1]中選取最小值,arr[1]交換,第三次arr[2]~arr[n-1]中選取最小值,arr[2]交換,,第iarr[i-1]~arr[n-1]中選取最小值,arr[i-1]交換,…, n-1arr[n-2]~arr[n-1]中選取最小值,arr[n-2]交換,總共通過n-1次,得到一個按排序碼從小到大排列的有序序列

public  static  void Selective(int [] arr){
        int index,temp;
        for (int i=0;i<arr.length-1;i++){
            index=i;
            for(int j=i;j<=arr.length-1;j++){
                if (arr[index]>arr[j]){
                    index=j;
                }
            }
            if(index!=i) {
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[index];
                arr[index] = temp;
            }
        }
    }

3 插入排序

入排序(Insertion Sorting)的基本思想是:把n個待排序的元素看成爲一個有序表和一個無序表,開始時有序表中只包含一個元素,無序表中包含有n-1個元素,排序過程中每次從無序表中取出第一個元素,把它的排序碼依次與有序表元素的排序碼進行比較,將它插入到有序表中的適當位置,使之成爲新的有序表。

 

    public static  void insert(int[] arr){
        for (int i=1;i<arr.length;i++){
            int index=i;
            int temp;
            while (true){
                if (arr[index]<arr[index-1]){
                    temp=arr[index];
                    arr[index]=arr[index-1];
                    arr[index-1]=temp;
                    index--;
                    if(index==0){
                        break;
                    }
                }else {
                    break;
                }
            }
        }
    }

4  希爾排序(這個算法最優,也最難寫,調了半天,老夫覺得很牛掰)

希爾排序法介紹

爾排序是希爾(Donald Shell)於1959年提出的一種排序算法。希爾排序也是一種插入排序,它是簡單插入排序經過改進之後的一個更高效的版本,也稱爲縮小增量排

希爾排序法基本思想

希爾排序是把記錄按下標的一定增量分組,對每組使用直接插入排序算法排序;隨着增量逐漸減少,每組包含的關鍵詞越來越多,當增量減至1時,整個文件恰被分成一組,算法便終止

代碼

public  static void  Shell2(int[] arr){

    int step=arr.length/2;
    int temp;
    while (step>0){
        for (int i=step;i<arr.length;i++){
            int j=i;
            temp=arr[j];

          while (temp<arr[j-step]){
          
               arr[j]=arr[j-step];
               arr[j-step]=temp;
               j-=step;
               if (j-step<0){
                   break;
               }
           }
        }
        step/=2;
    }
}

5 快速排序

 public static void  quickSort(int[] arr ,int left,int right){
        int l=left;
        int r=right;
        int temp=arr[left];
        while (l<r){
            while (l<r&& arr[r]>=temp){
                r--;
            }
            if (l<r){
                arr[l]=arr[r];
                l++;
            }
            while (l<r&&arr[l]<=temp){
                l++;
            }
            if (l<r){
                arr[r]=arr[l];
                r--;
            }
        }
        arr[l]=temp;
        if(l-1>left){
            quickSort(arr,left,l-1);
        }
        if(r+1<right){
            quickSort(arr,r+1,right);
        }
    }

6 歸併排序

並排序(MERGE-SORT)是利用歸併的思想實現的排序方法,該算法採用經典的分治divide-and-conquer)策略(分治法將問題(divide)成一些小的問題然後遞歸求解,而(conquer)的階段則將分的階段得到的各答案"修補"在一起,即分而治之)

    public static void mergeSort(int arr[],int left,int right,int[] temp){
        if(left<right){
           int mid=(left+right)/2;
            mergeSort(arr,left,mid,temp);
            mergeSort(arr,mid+1,right,temp);
            merge(arr,left,mid,right,temp);
        }
    }
    public  static void merge(int[] arr,int left,int mid ,int right,int[] temp ) {
        int l = left;
        int j = mid + 1;
        int t = 0;
        while (l <= mid && j <= right) {
            if (arr[l] <= arr[j]) {
                temp[t] = arr[l];
                t++;
                l++;
            } else {
                temp[t] = arr[j];
                t++;
                j++;
            }
        }
        while (j <= right) {
            temp[t] = arr[j];
            t++;
            j++;
        }
            while (l <= mid) {
                temp[t] = arr[l];
                t++;
                l++;

            }
            t=0;
            for (int i = left; i <= right; i++) {
                arr[i] = temp[t];
                t++;
            }
        }
    }

7 基數排序(桶排序)

將所有待比較數值統一爲同樣的數位長度,數位較短的數前面補零。然後,從最低位開始,依次進行一次排序。這樣從最低位排序一直到最高位排序完成以後, 數列就變成一個有序序列

  public  static  void redixSort(int[] arr){
    //先求出最大數的位數
        int max=arr[0];
        for (int i=1;i<arr.length;i++){
            if (max<arr[i]){
                max=arr[i];
            }
        }
        int length=(max+"").length();
        int [][] bucket=new int[10][arr.length];
        int[] bucketCounts=new int[10];
        for (int i=0;i<length;i++){
           for (int j=0;j<arr.length;j++){
               int f=(int)Math.pow(10,i);
               int c=arr[j]/f%10;
               bucket[c][bucketCounts[c]]=arr[j];
               bucketCounts[c]++;
           }
           //將桶中所有元素複製到arr
            int index=0;
            for (int k=0;k<bucketCounts.length;k++){
             if(bucketCounts[k]!=0){
                 for (int t=0;t<bucketCounts[k];t++){
                     arr[index++]=bucket[k][t];
                 }
                 bucketCounts[k]=0;
             }
            }
        }
    }

 

8  堆排序  (本寶寶覺得這個最難

排序的基本思想是

1)待排序序列構造成一個大頂

2)時,整個序列的最大值就是堆頂的根節點

3)其與末尾元素進行交換,此時末尾就爲最大值

4)後將剩餘n-1個元素重新構造成一個堆(這個地方的部分建堆是效率的最大提升點,很多博客講堆排序這裏都是重新完整建堆,效率率極其低下,這個地方是精髓),這樣會得到n個元素的次小值。如此反覆執行,便能得到一個有序序列了。

 

以看到在構建大頂堆的過程中,元素的個數逐漸減少,最後就得到一個有序序列了.

 public static void heapSort(int [] arr){
        int temp=0;
        for (int i=arr.length-1;i>=0;i--){
            adjust(arr,i,arr.length);
        }
        for (int j=arr.length-1;j>=0;j--){
            temp=arr[j];
            arr[j]=arr[0];
            arr[0]=temp;
            adjust(arr,0,j);
        }
    }
    public static  void adjust(int [] arr ,int i ,int size){
        int temp=arr[i];
        for (int k=2*i+1;k<size;k=2*k+1){
            if(k+1<size&&arr[k]<arr[k+1]){
                k++;
            }
        if(arr[k]>temp){
            arr[i]=arr[k];
            i=k;
        }else{
            break;
        }
        }
        arr[i]=temp;
    }
    }

 

 

 

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