常见的数据结构和算法

第二章排序 2.1 O(n2) 算法

给定一数组,其大小为8个元素,数组内的数据无序。

6 3 5 7 0 4 1 2

冒泡排序:两两比较,将两者较少的升上去,第一次比较空间为0-(N-1)直到最后一轮比较空间为0-1

public class bubbleSort { public static void main(String[] args) { int[] test = { 6, 3, 5, 7, 0, 4, 1, 2 }; for (int i = 0; i < test.length - 1; i++) { for (int j = 0; j < test.length - i - 1; j++) { if (test[j] > test[j + 1]) { int temp = test[j]; test[j] = test[j + 1]; test[j + 1] = temp; } } } for (int k = 0; k < test.length; k++) { System.out.println(test[k]); } } }

选择排序:在第一趟遍历N个数据,找出其中最小的数值与第一个元素交换,第二趟遍历剩下的N-1个数据,找出其中最小的数值与第二个元素交换……第N-1趟遍历剩下的2个数据,找出其中最小的数值与第N-1个元素交换,至此选择排序完成。

public class selectSort { public static void main(String[] args) { int[] test = { 6, 3, 5, 7, 0, 4, 1, 2 }; for (int i = 0; i < test.length; i++) { int min = i; for (int j = i + 1; j < test.length; j++) { if (test[min] > test[j]) { min = j; } } if (min != i) { int temp = test[i]; test[i] = test[min]; test[min] = temp; } } for (int k = 0; k < test.length; k++) { System.out.println(test[k]); } } }

插入排序:对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应的位置并插入。

public class insertSort { public static void main(String[] args) { int[] test = { 6, 3, 5, 7, 0, 4, 1, 2 }; for (int i = 0; i < test.length; i++) { for (int j = i; j > 0; j--) { if (test[j] < test[j - 1]) { int temp = test[j]; test[j] = test[j - 1]; test[j - 1] = temp; } else { break; } } } for (int k = 0; k < test.length; k++) { System.out.println(test[k]); } } } 2.2 O(nlogN) 算法

归并排序:将两个(或两个以上)有序表合并成一个新的有序表,即把待排序序列分为若干个子序列(分治法),每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。

快速排序:任取一个分界值,大于划分值放在右边,小于划分值放在左边,然后分别递归处理划分值的左右两边。实现方法:将划分值放在数组最后的位置,然后初始化一个长度为0的小于等于空间放在最左边,接着从左到右遍历所有元素,如果当前元素大于划分值,继续遍历下一个元素,如果当前元素小于等于划分值,将当前数和小于等于空间的下一个数交换位置,小于等于空间向右扩一个位置,遍历完所有元素,直到最后一个数,将划分值与小于等于空间下一个元素交换。(一次完整划分过程)

快排

堆排序:堆是一种重要的数据结构,为一棵完全二叉树,底层如果用数组存储数据的话,假设某个元素为序号为i(Java数组从0开始,i为0到n-1),如果它有左子树,那么左子树的位置是2i+1,如果有右子树,右子树的位置是2i+2,如果有父节点,父节点的位置是(n-1)/2取整。分为最大堆和最小堆,最大堆的任意子树根节点不小于任意子结点,最小堆的根节点不大于任意子结点。所谓堆排序就是利用堆这种数据结构来对数组排序,我们使用的是最大堆。堆排序的大概步骤如下:(1)构建最大堆;(2)选择顶,并与第0位置元素交换;(3)由于步骤2的的交换可能破环了最大堆的性质,第0不再是最大元素,需要调用maxHeap调整堆(沉降法),如果需要重复步骤2。

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