java基本算法

Posted 2021-01-20 宁

 

 

1.链表

链表用来存储数据，由一系列的结点组成。这些结点的物理地址不一定是连续的，即可能连续，也可能不连续，但链表里的结点是有序的。一个结点由数据的值和下一个数据的地址组成。一个链表内的数据类型可以是多种多样的。数组也是用来存储数据的，与链表相比，需要初始化时确定长度。一个数组内的数据都是同一类型。在java中，ArrayList是通过数组实现，而LinkedList则通过链表实现。一个简单的链表类如下：

public class Node{
      private Object data;
  
      private  Node next;
  
      public Node(Object data){
                this.data = data;
       }
  
     //省略set、get方法
}

　　

2.二叉树

  二叉树是n(n>=0)个结点的有序集合。每个结点最多有2个子节点，即左结点和右结点，且左右结点顺序不能更改。

  当n=0时，为空二叉树；当n=1时，为只有一个根二叉树。

public class BinTree {
    
    private BinTree lChild;//左结点
    
    private BinTree rChild;//右结点 
    
    private Object data; //数据域  

    public BinTree getlChild() {
        return lChild;
    }

    public void setlChild(BinTree lChild) {
        this.lChild = lChild;
    }

    public BinTree getrChild() {
        return rChild;
    }

    public void setrChild(BinTree rChild) {
        this.rChild = rChild;
    }

    public Object getData() {
        return data;
    }

    public void setData(Object data) {
        this.data = data;
    }
    
}

　　

3.排序

1) 冒泡排序

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。时间复杂度 O（n2），为稳定算法。

public static void bubbleSort(int []arr) {
        for(int i =0;i<arr.length-1;i++) {
            for(int j=0;j<arr.length-i-1;j++) {  //-1为了防止溢出
                if(arr[j]>arr[j+1]) {  //把大的数放在后面
                    int temp = arr[j];
                     
                    arr[j]=arr[j+1];
                     
                    arr[j+1]=temp;
            }
            }    
        }
    }

　

2) 快速排序

  通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

public static void quickSort(int[] numbers,int low,int high){
        if(low < high) {
        　　int middle = getMiddle(numbers,low,high); //将numbers数组进行一分为二
        　　quickSort(numbers, low, middle-1);   //对低字段表进行递归排序
        　　quickSort(numbers, middle+1, high); //对高字段表进行递归排序
        }
    
    }

　　

3) 选择排序

每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法（比如序列[5， 5， 3]第一次就将第一个[5]与[3]交换，导致第一个5挪动到第二个5后面）。

public static void selectSort(int[]a){
    int minIndex=0;
    int temp=0;

    for(int i=0;i<a.length-1;i++) {
        minIndex=i;//无序区的最小数据数组下标
        for(intj=i+1;j<a.length;j++) {
            //在无序区中找到最小数据并保存其数组下标
            if(a[j]<a[minIndex]) {
                minIndex=j;
            }
        }
        //将最小元素放到本次循环的前端
        temp=a[i];
        a[i]=a[minIndex];
        a[minIndex]=temp;
    }
}

 

4) 插入排序

  每步将一个待排序的记录，按其顺序码大小插入到前面已经排序的字序列的合适位置（从后向前找到合适位置后），直到全部插入排序完为止。

  每一个数和它前面的数依次进行比较，因为前面的数的顺序是已经排好的

private static int[] insertSort(int[]arr){
    for(int i=1;i<arr.length;i++){
        for(int j=i;j>0;j--){
            if(arr[j]<arr[j-1]){
                int temp=arr[j];
                arr[j]=arr[j-1];
                arr[j-1]=temp;
             }else{
                 break;
            }
        }
      }
     return arr;
}

　　

5) 希尔排序

 把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序算法排序；随着增量逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减至1时，整个文件恰被分成一组，算法便终止。

public static void main(String [] args)
{
    int[]a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1};
        //希尔排序
        int d=a.length;
            while(true){
                d=d/2;
                for(int x=0;x<d;x++){
                    for(int i=x+d;i<a.length;i=i+d){
                        int temp=a[i];
                        int j;
                        for(j=i-d;j>=0&&a[j]>temp;j=j-d){
                            a[j+d]=a[j];
                        }
                        a[j+d]=temp;
                    }
                }
                if(d==10){
                    break;
                }
            }
}

　　

6) 归并排序

  建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为二路归并。时间复杂度O(n log n) 。

 

public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {
        int mid = (low + high) / 2;
        if (low < high) {
            // 左边
            sort(nums, low, mid);
            // 右边
            sort(nums, mid + 1, high);
            // 左右归并
            merge(nums, low, mid, high);
        }
        return nums;
    }

　　

7) 堆排序

  利用堆积树（堆）这种数据结构所设计的一种排序算法，它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。（暂没理解）

 

4.递归、迭代

  递归是自己调用自己，直到满足结束递归的条件时结束。迭代是不断的循环，直接循环结束。一般来说，能用迭代就不用递归，递归消耗资源大。

 

递归
int recursion(...){
    if(...) {  //递归终止条件
        return abc(...); 
    }
    return 0;
}

迭代
int iteration(...){
    for(; ; ;) {    //迭代终止条件
        a = b + c;
    } 
}

　　

5.位操作

  位操作与逻辑运算符是2种不同的东西，初学之时，自己还经常记不清。位操作有6种，即与（&）、或（|）、异或（^）、取反（~）、左移（<<）、右移（>>）。在这些位操作运算符中，只有取反（~）是弹幕运算符，其他5种都是双目运算符。

 

6.概率

7.排列组合