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java版十大排序经典算法:完整代码(2)

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2021-08-21
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  • 快速排序
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    快速排序

    简单解释: 快速排序就是每次找一个基点(第一个元素),然后两个哨兵,一个从最前面往后走,一个从最后面往前面走,如果后面那个哨兵找到了一个比基点大的数停下来,前面那个哨兵找到比基点大的数停下来,然后交换两个哨兵找到的数,如果找不到最后两个哨兵就会碰到一起就结束,最后交换基点和哨兵相遇的地方的元素,然后就将一个序列分为比基点小的一部分和比基点大的一部分,然后递归左半部分和右半部分,最后的结果就是有序的了。

    完整代码:

    package com.keafmd.Sequence;
    /**
     * Keafmd
     *
     * @ClassName: QuickSort
     * @Description: 快速排序
     * @author: 牛哄哄的柯南
     * @date: 2021-06-24 10:32
     */
    public class QuickSort {
        //快速排序
        public static void quickSort(int[] arr) {
            quickSort(arr, true);
        }
        public static void quickSort(int[] arr, boolean ascending) {
            if (ascending) {
                quickSort(arr, 0, arr.length - 1, true);
            } else {
                quickSort(arr, 0, arr.length - 1, false);
            }
        }
        public static void quickSort(int[] arr, int begin, int end, boolean ascending) {
            if (ascending)
                quickSort(arr, begin, end);
            else
                quickSortDescending(arr, begin, end);
        }
        //快排序升序 -- 默认
        public static void quickSort(int[] arr, int begin, int end) {
            if (begin > end) { //结束条件
                return;
            }
            int base = arr[begin];
            int i = begin, j = end;
            while (i < j) { // 两个哨兵(i左边,j右边)没有相遇
                while (arr[j] >= base && i < j) { //哨兵j没找到比base小的
                    j--;
                }
                while (arr[i] <= base && i < j) { //哨兵i没找到比base大的
                    i++;
                }
                if (i < j) { //如果满足条件则交换
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
            //最后将基准为与i和j相等位置的数字交换
            arr[begin] = arr[i];
            arr[i] = base;
            quickSort(arr, begin, i - 1); //递归调用左半数组
            quickSort(arr, i + 1, end); //递归调用右半数组
        }
        //快排序降序
        public static void quickSortDescending(int[] arr, int begin, int end) {
            if (begin > end) { //结束条件
                return;
            }
            int base = arr[begin];
            int i = begin, j = end;
            while (i < j) { // 两个哨兵(i左边,j右边)没有相遇
                while (arr[j] <= base && i < j) { //哨兵j没找到比base大的
                    j--;
                }
                while (arr[i] >= base && i < j) { //哨兵i没找到比base小的
                    i++;
                }
                if (i < j) { //如果满足条件则交换
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
            //最后将基准为与i和j相等位置的数字交换
            arr[begin] = arr[i];
            arr[i] = base;
            quickSortDescending(arr, begin, i - 1); //递归调用左半数组
            quickSortDescending(arr, i + 1, end); //递归调用右半数组
        }
    }
    

    直接选择排序

    简单解释: 数组分为已排序部分(前面)和待排序序列(后面) 第一次肯定所有的数都是待排序的 从待排序的序列中找到最大或最小的那个元素,放到前面的已排序部分,然后一直找,不断缩小待排序的范围,直到所有的数都是已排序的了

    完整代码:

    package com.keafmd.Sequence;
    /**
     * Keafmd
     *
     * @ClassName: SelectSort
     * @Description: 选择排序
     * @author: 牛哄哄的柯南
     * @date: 2021-06-24 10:33
     */
    public class SelectSort {
        //直接选择排序
        public static void selectSort(int[] arr, boolean ascending) {
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                int m = i; //最小值或最小值的下标
                for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                    if (ascending ? arr[j] < arr[m] : arr[j] > arr[m]) {
                        m = j; //找到待排序的数中最小或最大的那个数,记录下标
                    }
                }
                //交换位置
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[m];
                arr[m] = temp;
            }
        }
        public static void selectSort(int[] arr) {
            selectSort(arr, true);
        }
    }
    

    堆排序

    先理解下大顶堆和小顶堆,看图

    大顶堆,双亲结点的值比每一个孩子结点的值都要大。根结点值最大

    小顶堆,双亲结点的值比每一个孩子结点的值都要小。根结点值最小

    简单解释: 构建好大顶堆或小顶堆结构,这样最上面的就是最大值或最小值,那么我们取出堆顶元素,然后重新构建结构,一直取,一直重新构建,那么最后达到排序的效果了。

    完整代码:

    package com.keafmd.Sequence;
    /**
     * Keafmd
     *
     * @ClassName: HeapSort
     * @Description: 堆排序
     * @author: 牛哄哄的柯南
     * @date: 2021-06-24 10:34
     */
    public class HeapSort {
        //堆排序
        public static void heapSort(int[] arr) {
            //对传入的数组进行建立堆,这里默认建立大顶堆,进行升序排列
            heapSort(arr, true);
        }
        public static void heapSort(int[] arr, boolean maxheap) {
            //1.构建大顶堆
            for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
                //从第一个非叶子结点从下至上,从右至左调整结构
                sift(arr, i, arr.length , maxheap);
            }
            //2.调整堆结构+交换堆顶元素与末尾元素
            for (int j = arr.length - 1; j > 0; j--) {
                //现在的数组第一个就是根结点,最小值所在,进行交换,把它放到最右边
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[0];
                arr[0] = temp;
                //重新建立堆
                sift(arr, 0, j , maxheap); //重新对堆进行调整
            }
        }
        //建立堆的方法
        /**
         * 私有方法,只允许被堆排序调用
         *
         * @param arr     要排序数组
         * @param parent  当前的双亲节点
         * @param len     数组长度
         * @param maxheap 是否建立大顶堆
         */
        private static void sift(int[] arr, int parent, int len, boolean maxheap) {
            int value = arr[parent]; //先取出当前元素i
            for (int child = 2 * parent + 1; child < len; child = child * 2 + 1) { //从parent结点的左子结点开始,也就是2*parent+1处开始
                if (child+1 < len && (maxheap ? arr[child] < arr[child + 1] : arr[child] > arr[child + 1])) { //如果左子结点小于右子结点,child指向右子结点
                    child++; //右孩子如果比左孩子大,我们就将现在的孩子换到右孩子
                }
                //判断是否符合大顶堆的特性, 如果右孩子大于双亲,自然左孩子也大于双亲,符合
                //如果子节点大于父节点,将子节点值赋给父节点(不用进行交换)
                if (maxheap ? value < arr[child] : value > arr[child]) {
                    arr[parent]=arr[child];
                    parent = child;
                }
                else {//如果不是,说明已经符合我们的要求了。
                    break;
                }
            }
            arr[parent] =value; //将value值放到最终的位置
    
        }
    }
    

    总结

    本篇文章就到这里了,希望能给你带来帮助,也希望您能够多多关注自由互联的更多内容!

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