TA的每日心情 | 开心
2021-12-13 21:45 |
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签到天数: 15 天 [LV.4]偶尔看看III
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日常操作中常见的排序方法有：冒泡排序、快速排序、选择排序、插入排序、希尔排序，甚至还有基数排序、鸡尾酒排序、桶排序、鸽巢排序、归并排序等。
冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
代码
/**
* 冒泡法排序<br/>
* <li>比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。</li>
* <li>对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。</li>
* <li>针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。</li>
* <li>持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。</li>
*
*
@param
numbers
* 需要排序的整型数组
*/
public
static
void
bubbleSort(
int
[] numbers) {
int
temp;
//
记录临时中间值
int
size
=
numbers.length;
//
数组大小
for
(
int
i
=
0
; i
<
size
-
1
; i
++
) {
for
(
int
j
=
i
+
1
; j
<
size; j
++
) {
if
(numbers
<
numbers[j]) {
//
交换两数的位置
temp
=
numbers;
numbers
=
numbers[j];
numbers[j]
=
temp;
}
}
}
}
快速排序使用分治法策略来把一个序列分为两个子序列。
代码
/**
* 快速排序<br/>
* <ul>
* <li>从数列中挑出一个元素，称为“基准”</li>
* <li>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）。在这个分割之后，
* 该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。</li>
* <li>递归地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。</li>
* </ul>
*
*
@param
numbers
*
@param
start
*
@param
end
*/
public
static
void
quickSort(
int
[] numbers,
int
start,
int
end) {
if
(start
<
end) {
int
base
=
numbers[start];
//
选定的基准值（第一个数值作为基准值）
int
temp;
//
记录临时中间值
int
i
=
start, j
=
end;
do
{
while
((numbers
<
base)
&&
(i
<
end))
i
++
;
while
((numbers[j]
>
base)
&&
(j
>
start))
j
--
;
if
(i
<=
j) {
temp
=
numbers;
numbers
=
numbers[j];
numbers[j]
=
temp;
i
++
;
j
--
;
}
}
while
(i
<=
j);
if
(start
<
j)
quickSort(numbers, start, j);
if
(end
>
i)
quickSort(numbers, i, end);
}
}
选择排序是一种简单直观的排序方法，每次寻找序列中的最小值，然后放在最末尾的位置。
代码
/**
* 选择排序<br/>
* <li>在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置</li>
* <li>再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。</li>
* <li>以此类推，直到所有元素均排序完毕。</li>
*
*
@param
numbers
*/
public
static
void
selectSort(
int
[] numbers) {
int
size
=
numbers.length, temp;
for
(
int
i
=
0
; i
<
size; i
++
) {
int
k
=
i;
for
(
int
j
=
size
-
1
; j
>
i; j
--
) {
if
(numbers[j]
<
numbers[k]) k
=
j;
}
temp
=
numbers;
numbers
=
numbers[k];
numbers[k]
=
temp;
}
}
插入排序的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。其具体步骤参见代码及注释。
代码
/**
* 插入排序<br/>
* <ul>
* <li>从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序</li>
* <li>取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描</li>
* <li>如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置</li>
* <li>重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置</li>
* <li>将新元素插入到该位置中</li>
* <li>重复步骤2</li>
* </ul>
*
*
@param
numbers
*/
public
static
void
insertSort(
int
[] numbers) {
int
size
=
numbers.length, temp, j;
for
(
int
i
=
1
; i
<
size; i
++
) {
temp
=
numbers;
for
(j
=
i; j
>
0
&&
temp
<
numbers[j
-
1
]; j
--
)
numbers[j]
=
numbers[j
-
1
];
numbers[j]
=
temp;
}
}
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法，归并是指将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。参考代码如下：
代码
/**
* 归并排序<br/>
* <ul>
* <li>申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列</li>
* <li>设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置</li>
* <li>比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置</li>
* <li>重复步骤3直到某一指针达到序列尾</li>
* <li>将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾</li>
* </ul>
*
*
@param
numbers
*/
public
static
void
mergeSort(
int
[] numbers,
int
left,
int
right) {
int
t
=
1
;
//
每组元素个数
int
size
=
right
-
left
+
1
;
while
(t
<
size) {
int
s
=
t;
//
本次循环每组元素个数
t
=
2
*
s;
int
i
=
left;
while
(i
+
(t
-
1
)
<
size) {
merge(numbers, i, i
+
(s
-
1
), i
+
(t
-
1
));
i
+=
t;
}
if
(i
+
(s
-
1
)
<
right)
merge(numbers, i, i
+
(s
-
1
), right);
}
}
/**
* 归并算法实现
*
*
@param
data
*
@param
p
*
@param
q
*
@param
r
*/
private
static
void
merge(
int
[] data,
int
p,
int
q,
int
r) {
int
[] B
=
new
int
[data.length];
int
s
=
p;
int
t
=
q
+
1
;
int
k
=
p;
while
(s
<=
q
&&
t
<=
r) {
if
(data
<=
data[t]) {
B[k]
=
data;
s
++
;
}
else
{
B[k]
=
data[t];
t
++
;
}
k
++
;
}
if
(s
==
q
+
1
)
B[k
++
]
=
data[t
++
];
else
B[k
++
]
=
data[s
++
];
for
(
int
i
=
p; i
<=
r; i
++
)
data
=
B;
}
将之前介绍的所有排序算法整理成NumberSort类，代码
代码
package
test.sort;
import
java.util.Random;
//
Java实现的排序类
public
class
NumberSort {
//
私有构造方法，禁止实例化
private
NumberSort() {
super
();
}
//
冒泡法排序
public
static
void
bubbleSort(
int
[] numbers) {
int
temp;
//
记录临时中间值
int
size
=
numbers.length;
//
数组大小
for
(
int
i
=
0
; i
<
size
-
1
; i
++
) {
for
(
int
j
=
i
+
1
; j
<
size; j
++
) {
if
(numbers
<
numbers[j]) {
//
交换两数的位置
temp
=
numbers;
numbers
=
numbers[j];
numbers[j]
=
temp;
}
}
}
}
//
快速排序
public
static
void
quickSort(
int
[] numbers,
int
start,
int
end) {
if
(start
<
end) {
int
base
=
numbers[start];
//
选定的基准值（第一个数值作为基准值）
int
temp;
//
记录临时中间值
int
i
=
start, j
=
end;
do
{
while
((numbers
<
base)
&&
(i
<
end))
i
++
;
while
((numbers[j]
>
base)
&&
(j
>
start))
j
--
;
if
(i
<=
j) {
temp
=
numbers;
numbers
=
numbers[j];
numbers[j]
=
temp;
i
++
;
j
--
;
}
}
while
(i
<=
j);
if
(start
<
j)
quickSort(numbers, start, j);
if
(end
>
i)
quickSort(numbers, i, end);
}
}
//
选择排序
public
static
void
selectSort(
int
[] numbers) {
int
size
=
numbers.length, temp;
for
(
int
i
=
0
; i
<
size; i
++
) {
int
k
=
i;
for
(
int
j
=
size
-
1
; j
>
i; j
--
) {
if
(numbers[j]
<
numbers[k])
k
=
j;
}
temp
=
numbers;
numbers
=
numbers[k];
numbers[k]
=
temp;
}
}
//
插入排序
//
@param numbers
public
static
void
insertSort(
int
[] numbers) {
int
size
=
numbers.length, temp, j;
for
(
int
i
=
1
; i
<
size; i
++
) {
temp
=
numbers;
for
(j
=
i; j
>
0
&&
temp
<
numbers[j
-
1
]; j
--
)
numbers[j]
=
numbers[j
-
1
];
numbers[j]
=
temp;
}
}
//
归并排序
public
static
void
mergeSort(
int
[] numbers,
int
left,
int
right) {
int
t
=
1
;
//
每组元素个数
int
size
=
right
-
left
+
1
;
while
(t
<
size) {
int
s
=
t;
//
本次循环每组元素个数
t
=
2
*
s;
int
i
=
left;
while
(i
+
(t
-
1
)
<
size) {
merge(numbers, i, i
+
(s
-
1
), i
+
(t
-
1
));
i
+=
t;
}
if
(i
+
(s
-
1
)
<
right)
merge(numbers, i, i
+
(s
-
1
), right);
}
}
//
归并算法实现
private
static
void
merge(
int
[] data,
int
p,
int
q,
int
r) {
int
[] B
=
new
int
[data.length];
int
s
=
p;
int
t
=
q
+
1
;
int
k
=
p;
while
(s
<=
q
&&
t
<=
r) {
if
(data
<=
data[t]) {
B[k]
=
data;
s
++
;
}
else
{
B[k]
=
data[t];
t
++
;
}
k
++
;
}
if
(s
==
q
+
1
)
B[k
++
]
=
data[t
++
];
else
B[k
++
]
=
data[s
++
];
for
(
int
i
=
p; i
<=
r; i
++
)
data
=
B;
}
}
数字排序算法通常用来作为算法入门课程的基本内容，在实际应用（尤其是普通商业软件）中使用的频率较低，但是通过排序算法的实现，可以深入了解计算机语言的特点，可以以此作为学习各种编程语言的基础。 |
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发表于 2018-7-7 12:24:22