文章目录
- Java——排序算法
- 一、概览
- 二、复杂度
- 三、冒泡排序N2
- 四、选择排序N2
- 五、插入排序N2
- 六、希尔排序nlogn
- 七、堆排序nlogn
- 八、归并排序nlogn
- 九、快速排序
Java——排序算法
一、概览
二、复杂度
三、冒泡排序N2
两层循环，N2复杂度，外层i从头到尾，当i=1时，内层从头到尾-i，如果j大于j+1，交换j与j+1的元素，依次将最大的向后扔。
class MaoPao{
public static void sort(int []arr){
for(int i = 0;i<arr.length-1;i++){
for(int j = 0;j<arr.length-1-i;j++){
if (array[j + 1] < array[j]) {
int temp = array[j + 1];
array[j + 1] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
}
}
}改进冒泡：加boolean标志位，如果在某轮循环中内部没发生交换，即代表已经排序完成了
/**
* 终极版冒泡排序
* 加入一个布尔变量,如果内循环没有交换值,说明已经排序完成,提前终止
* @param arr
*/
public static void sortPlus(int[] arr){
for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++){
// 初始化一个布尔值
boolean flag = true;
for(int j = 0; j < arr.length - i - 1 ; j++){
if(arr[j] > arr[j+1]){
// 调换
int temp;
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
// 改变flag
flag = false;
}
}
if(flag){
break;
}
}
}四、选择排序N2
首先在未排序数列中找到最小元素，然后将其与数列的首部元素进行交换，然后，在剩余未排序元素中继续找出最小元素，将其与已排序数列的末尾位置元素交换。
public static void sort(int[] arr){
for(int i = 0; i < arr.length - 1 ; i++){
int min = i;
for (int j = i + 1; j < arr.length ;j++){
if(arr[j] < arr[min]){
// 找到当前遍历区间最小的值的索引
min = j;
}
}
if(min != i){
// 发生了调换
int temp = arr[min];
arr[min] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
}
}五、插入排序N2
public class InsertSort {
public static void sort(int[] arr) {
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
//挖出一个要用来插入的值,同时位置上留下一个可以存新的值的坑
int x = arr[i];
int j = i - 1;
//在前面有一个或连续多个值比x大的时候,一直循环往前面找,将x插入到这串值前面
while (j >= 0 && arr[j] > x) {
//当arr[j]比x大的时候,将j向后移一位,正好填到坑中
arr[j + 1] = arr[j];
j--;
}
//将x插入到最前面
arr[j + 1] = x;
}
}
}六、希尔排序nlogn
/**
* 希尔排序
*
* @param array
* @return
*/
public static int[] ShellSort(int[] array) {
int len = array.length;
int temp, gap = len / 2;
while (gap > 0) {
for (int i = gap; i < len; i++) {
temp = array[i];
int j= i - gap;
while (j>= 0 && array[j] > temp) {
array[j+ gap] = array[j];
j-= gap;
}
array[j+ gap] = temp;
}
gap /= 2;
}
return array;
}七、堆排序nlogn
堆是完全二叉树：1.大顶堆，2.小顶堆
//声明全局变量，用于记录数组array的长度；
static int len;
/**
* 堆排序算法
*
* @param array
* @return
*/
public static int[] HeapSort(int[] array) {
len = array.length;
if (len < 1) return array;
//1.构建一个最大堆
buildMaxHeap(array);
//2.循环将堆首位（最大值）与末位交换，然后在重新调整最大堆
while (len > 0) {
swap(array, 0, len - 1);
len--;
adjustHeap(array, 0);
}
return array;
}
/**
* 建立最大堆
*
* @param array
*/
public static void buildMaxHeap(int[] array) {
//从最后一个非叶子节点开始向上构造最大堆
for (int i = (len/2 - 1); i >= 0; i--) { //感谢 @让我发会呆 网友的提醒，此处应该为 i = (len/2 - 1)
adjustHeap(array, i);
}
}
/**
* 调整使之成为最大堆
*
* @param array
* @param i
*/
public static void adjustHeap(int[] array, int i) {
int maxIndex = i;
//如果有左子树，且左子树大于父节点，则将最大指针指向左子树
if (i * 2 < len && array[i * 2] > array[maxIndex])
maxIndex = i * 2;
//如果有右子树，且右子树大于父节点，则将最大指针指向右子树
if (i * 2 + 1 < len && array[i * 2 + 1] > array[maxIndex])
maxIndex = i * 2 + 1;
//如果父节点不是最大值，则将父节点与最大值交换，并且递归调整与父节点交换的位置。
if (maxIndex != i) {
swap(array, maxIndex, i);
adjustHeap(array, maxIndex);
}
}八、归并排序nlogn
初始有n个长度为1的有序序列，两两归并，得到n/2个长度为2的有序序列，重复，直到排完
/**
* 归并排序
*
* @param array
* @return
*/
public static int[] MergeSort(int[] array) {
if (array.length < 2) return array;
int mid = array.length / 2;
int[] left = Arrays.copyOfRange(array, 0, mid);
int[] right = Arrays.copyOfRange(array, mid, array.length);
return merge(MergeSort(left), MergeSort(right));
}
/**
* 归并排序——将两段排序好的数组结合成一个排序数组
*
* @param left
* @param right
* @return
*/
public static int[] merge(int[] left, int[] right) {
int[] result = new int[left.length + right.length];
for (int index = 0, i = 0, j = 0; index < result.length; index++) {
if (i >= left.length)
result[index] = right[j++];
else if (j >= right.length)
result[index] = left[i++];
else if (left[i] > right[j])
result[index] = right[j++];
else
result[index] = left[i++];
}
return result;
}九、快速排序
通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。
- 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）；
- 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
- 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
class Solution {
public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
quick(arr,0,arr.length-1);
return Arrays.copyOf(arr,k);
}
public void quick(int [] arr,int left,int right){
if(left>=right) return;
int j = part(arr,left,right);
quick(arr,left,j-1);
quick(arr,j+1,right);
}
public int part(int[] arr, int left,int right){
int base = arr[left];
int i = left;
int j = right;
while(i<j){
while(i<j && arr[j]>=base){
j--;
}
while(i<j && arr[i]<=base){
i++;
}
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
arr[left] = arr[j];
arr[j] = base;
return j;
}
}
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