java开发过程中几种常用算法

Posted 2021-01-22 Mr_Elliot

排序算法

排序算法中包括：简单排序、高级排序

 

简单排序

 简单排序常用的有：冒泡排序、选择排序、插入排序

• 冒泡排序代码如下：

 1 private static void bubbleSrot(int[] arr) {
 2 
 3 for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
 4 
 5 for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
 6 
 7 if (arr[i] > arr[j]) {
 8 
 9 int temp = arr[i];
10 
11 arr[i] = arr[j];
12 
13 arr[j] = temp;
14 
15 }
16 
17 }
18 
19 }
20 
21 }

 　　冒泡排序方法速度是很慢的，运行时间为O（N2）级。选择排序改进了冒泡排序，将必要的交换次数从O（N2）减少到O（N），不幸的是比较次数依然是O（N2）级。然而，选择排序依然为大记录量的排序提出了一个非常重要的改进，因为这些大量的记录需要在内存中移动，这就使交换的时间和比较的时间相比起来，交换的时间更为重要。
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• 选择排序代码如下：

 1 private static void chooseSort(int[] arr) {
 2 
 3 for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
 4 
 5 int least = i;
 6 
 7 for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
 8 
 9 if (arr[j] < arr[least]) {
10 
11 least = j;
12 
13 }
14 
15 }
16 
17 // 将当前第一个元素与它后面序列中的最小的一个 元素交换，也就是将最小的元素放在最前端
18 
19 int temp = arr[i];
20 
21 arr[i] = arr[least];
22 
23 arr[least] = temp;
24 
25 }
26 
27 }

 　　选择排序的效率：选择排序和冒泡排序执行了相同次数的比较：N*(N-1)/2。对于10个数据项，需要45次比较，然而，10个数据项只需要少于10次的交换。对于100个数据项，需要4950次比较，但只进行不到100次交换。N值很大时，比较的次数是主要的，所以结论是选择排序和冒泡哦排序一样运行了O（N2）时间。但是，选择排序无疑更快，因为它进行的交换少得多。
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• 插入排序代码如下：

 1 private static void insertionSort(int[] arr) {
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 3 int in, out;
 4 
 5 for (out = 1; out < arr.length; out++) {
 6 
 7 int temp = arr[out];
 8 
 9 in = out;
10 
11 while (in > 0 && arr[in - 1] >= temp) {
12 
13 arr[in] = arr[in - 1];
14 
15 --in;
16 
17 }
18 
19 arr[in] = temp;
20 
21 }
22 
23 }

 　　插入排序的效率：这个算法中，第一趟排序，最多比较一次，第二趟排序，最多比较两次，以此类推，最后一趟最多比较N-1次，因此有1+2+3+…+N-1 = N*(N-1)/2。然而，因为在每一趟排序发现插入点之前，平均只有全体数据项的一半真的进行了比较，所以除以2最后是N*(N-1)/4。
对于随机顺序的数据，插入排序也需要O（N2）的时间级。当数据基本有序，插入排序几乎只需要O(N)的时间，这对把一个基本有序的文件进行排序是一个简单而有效的方法。
　　对于逆序排列的数据，每次比较和移动都会执行，所以插入排序不比冒泡排序快。
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• 归并排序

 1 // 将两个已排序的数组合并到第三个数组上。
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 3 private static void merge(int[] arrA, int[] arrB, int[] arrC) {
 4 
 5 int aDex = 0, bDex = 0, cDex = 0;
 6 
 7 int sizeA = arrA.length;
 8 
 9 int sizeB = arrB.length;
10 
11 
12 // A数组和B数组都不为空
13 
14 while (aDex < sizeA && bDex < sizeB) {
15 
16 if (arrA[aDex] < arrB[bDex]) {
17 
18 arrC[cDex++] = arrA[aDex++];
19 
20 } else {
21 
22 arrC[cDex++] = arrB[bDex++];
23 
24 }
25 
26 }
27 
28 // A数组不为空，B数组为空
29 
30 while (aDex < sizeA) {
31 
32 arrC[cDex++] = arrA[aDex++];
33 
34 }
35 
36 // A数组为空，B数组不为空
37 
38 while (bDex < sizeB) {
39 
40 arrC[cDex++] = arrB[bDex++];
41 
42 }
43 
44 }

 

 

高级排序

　　常见的高级排序：哈希排序、快速排序，这两种排序算法都比简单排序算法快得多：希尔排序大约需要O(N*(logN)2)时间，快速排序需要O(N*logN)时间。这两种排序算法都和归并排序不同，不需要大量的辅助存储空间。希尔排序几乎和归并排序一样容易实现，而快速排序是所有通用排序算法中最快的一种排序算法。 还有一种基数排序，是一种不常用但很有趣的排序算法。

 

• 哈希排序

　　哈希排序是基于插入排序的，实现代码如下：

 1 private static void shellSort(int[] arr) {
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 3 int inner, outer;
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 5 int temp;
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 7 int h = 1;
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 9 int nElem = arr.length;
10 
11 while (h <= nElem / 3) {
12 
13 h = h * 3 + 1;
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15 }
16 
17 while (h > 0) {
18 
19 for (outer = h; outer < nElem; outer++) {
20 
21 temp = arr[outer];
22 
23 inner = outer;
24 
25 while (inner > h - 1 && arr[inner - h] >= temp) {
26 
27 arr[inner] = arr[inner - h];
28 
29 inner -= h;
30 
31 }
32 
33 arr[inner] = temp;
34 
35 }
36 
37 h = (h - 1) / 3;
38 
39 }
40 
41 }
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• 快速排序

　　快速排序是最流行的排序算法，在大多数情况下，快速排序都是最快的，执行时间是O(N*logN)级，划分是快速排序的根本机制。划分本身也是一个有用的操作。 划分数据就是把数据分为两组，使所有关键字大于特定值的数据项在一组，所有关键字小于特定值的数据项在另一组。代码实现如下：

 1 // 快速排序
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 3 private static void recQuickSort(int arr[], int left, int right) {
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 5 if (right - left <= 0) {
 6 
 7 return;
 8 
 9 } else {
10 
11 int pivot = arr[right];// 一般使用数组最右边的元素作为枢纽
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13 int partition = partitionIt(arr, left, right, pivot);
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15 recQuickSort(arr, left, partition - 1);
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17 recQuickSort(arr, partition + 1, right);
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19 }
20 
21 }
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23 
24 // 划分
25 
26 private static int partitionIt(int[] arr, int left, int right, int pivot) {
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28 int leftPtr = left - 1;
29 
30 // int rightPtr = right + 1;
31 
32 int rightPtr = right; // 使用最右边的元素作为枢纽，划分时就要将最右端的数据项排除在外
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34 while (true) {
35 
36 while (arr[++leftPtr] < pivot)
37 
38 ;
39 
40 while (rightPtr > 0 && arr[--rightPtr] > pivot)
41 
42 ;
43 
44 
45 if (leftPtr >= rightPtr) {
46 
47 break;
48 
49 } else {
50 
51 // 交换leftPtr和rightPtr位置的元素
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53 int temp = arr[leftPtr];
54 
55 arr[leftPtr] = arr[rightPtr];
56 
57 arr[rightPtr] = temp;
58 
59 }
60 
61 }
62 
63 // 交换leftPtr和right位置的元素
64 
65 int temp = arr[leftPtr];
66 
67 arr[leftPtr] = arr[right];
68 
69 arr[right] = temp;
70 
71 return leftPtr;// 返回枢纽位置
72 
73 }
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查找算法

对于有序的数组，常用的查找算法：二分查找。代码如下：

 1 private static int find(int [] arr,int searchKey){
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 3         int lowerBound = 0;
 4 
 5         int upperBound = arr.length -1;
 6 
 7         int curIn;
 8 
 9         while(lowerBound <= upperBound){
10 
11             curIn = (lowerBound + upperBound) / 2;
12 
13             if(arr[curIn] == searchKey){
14 
15                 return curIn;
16 
17             }else{
18 
19                 if(arr[curIn] < searchKey){
20 
21                     lowerBound = curIn + 1;
22 
23                 }else{
24 
25                     upperBound = curIn - 1;
26 
27                 }
28 
29             }
30 
31         }
32 
33         return -1;
34 
35     }
36 ---------------------