部分內(nèi)容引用自:https://www.cnblogs.com/onepixel/articles/7674659.html 感謝作者貢獻(xiàn),,如需刪除請(qǐng)聯(lián)系本人,! 0,、排序算法說(shuō)明0.1 排序分類(lèi) 非線性時(shí)間比較類(lèi)排序:通過(guò)比較來(lái)決定元素間的相對(duì)次序,由于其時(shí)間復(fù)雜度不能突破O(nlogn),,因此稱(chēng)為非線性時(shí)間比較類(lèi)排序。 線性時(shí)間非比較類(lèi)排序:不通過(guò)比較來(lái)決定元素間的相對(duì)次序,它可以突破基于比較排序的時(shí)間下界,,以線性時(shí)間運(yùn)行,因此稱(chēng)為線性時(shí)間非比較類(lèi)排序,。 0.2 術(shù)語(yǔ)說(shuō)明 穩(wěn)定:如果a原本在b前面,,而a=b,排序之后a仍然在b的前面,; 不穩(wěn)定:如果a原本在b的前面,,而a=b,,排序之后a可能會(huì)出現(xiàn)在b的后面; 內(nèi)排序:所有排序操作都在內(nèi)存中完成,; 外排序:由于數(shù)據(jù)太大,,因此把數(shù)據(jù)放在磁盤(pán)中,而排序通過(guò)磁盤(pán)和內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸才能進(jìn)行,; 時(shí)間復(fù)雜度: 一個(gè)算法執(zhí)行所耗費(fèi)的時(shí)間,。 空間復(fù)雜度:運(yùn)行完一個(gè)程序所需內(nèi)存的大小。
0.3 算法總結(jié) 圖片名詞解釋?zhuān)?/p> 1,、冒泡排序(Bubble Sort)冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序算法。它重復(fù)地走訪過(guò)要排序的數(shù)列,,一次比較兩個(gè)元素,,如果它們的順序錯(cuò)誤就把它們交換過(guò)來(lái)。走訪數(shù)列的工作是重復(fù)地進(jìn)行直到?jīng)]有再需要交換,,也就是說(shuō)該數(shù)列已經(jīng)排序完成,。這個(gè)算法的名字由來(lái)是因?yàn)樵叫〉脑貢?huì)經(jīng)由交換慢慢“浮”到數(shù)列的頂端。 1.1 算法描述 比較相鄰的元素,。如果第一個(gè)比第二個(gè)大,,就交換它們兩個(gè); 對(duì)每一對(duì)相鄰元素作同樣的工作,,從開(kāi)始第一對(duì)到結(jié)尾的最后一對(duì),,這樣在最后的元素應(yīng)該會(huì)是最大的數(shù); 針對(duì)所有的元素重復(fù)以上的步驟,,除了最后一個(gè),; 重復(fù)步驟1~3,直到排序完成,。
1.2 動(dòng)圖演示 1.3 代碼實(shí)現(xiàn) package cn.fuqiang.arithmetic; import java.util.Comparator; * @Title: BubbleSort.java * @Package cn.fuqiang.arithmetic * @Description 冒泡排序 實(shí)現(xiàn) * @date 2018年6月8日 下午4:18:37 public class BubbleSort<T> { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,1,5,3,8,10,28,2}; Integer[] arr2 = {4,1,5,3,8,10,28,2}; sort(arr2,(a,b)-> b.compareTo(a)); * 原理:前后元素兩兩之間進(jìn)行比較 把大的往后扔 * 外層循環(huán)是控制內(nèi)層循環(huán)的次數(shù),也就是說(shuō)外層循環(huán)每循環(huán)一遍,,讓內(nèi)層循環(huán)每次循環(huán)的次數(shù)減一次 * 這樣就保證內(nèi)層循環(huán)每次循環(huán)結(jié)束后最后面一個(gè)都是最大 * 外循環(huán)第一次 結(jié)束后,,內(nèi)循環(huán) 會(huì)把6放到最后面 3 4 1 6 * 外循環(huán)第二次開(kāi)始時(shí),內(nèi)循環(huán)的循環(huán)次數(shù)會(huì)減一 也就是說(shuō) 6 不會(huì)在參與比較 * 外循環(huán)第二次結(jié)束時(shí),, 內(nèi)循環(huán) 會(huì)把4放到最后面 3 1 4 * 外循環(huán)第三次結(jié)束時(shí) 內(nèi)循環(huán) 1 3 4 public static void sort(int[] t) { for(int i=0;i<t.length;i++) { for(int j = 0;j<t.length-1-i;j++) { * 對(duì)象必須實(shí)現(xiàn)Comparator接口 * @param comparator 定制的遍歷規(guī)則 public static <T>void sort(T[] t,Comparator<? super T> comparator) { for(int i = 0;i<t.length-1;i++) { for(int j = 1;j<t.length-i;j++) { if(comparator.compare(t[j-1], t[j])<0) { * 傳入任意數(shù)組或?qū)ο? 輸出到控制臺(tái) * @Description 前提是傳入的對(duì)象必須重寫(xiě) toString()方法 * @date 2018年6月8日 下午4:26:06 public static void so(Object obj) { if(obj instanceof int[]) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof long[]) { long[] arr = (long[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof char[]) { char[] arr = (char[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof short[]) { short[] arr = (short[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof double[]) { double[] arr = (double[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof float[]) { float[] arr = (float[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof Object[]) { Object[] arr = (Object[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(i.toString()+','); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; System.out.println(str);;
最佳情況:T(n) = O(n) 最差情況:T(n) = O(n2) 平均情況:T(n) = O(n2) 2,、選擇排序(Selection Sort)表現(xiàn)最穩(wěn)定的排序算法之一,,因?yàn)闊o(wú)論什么數(shù)據(jù)進(jìn)去都是O(n2)的時(shí)間復(fù)雜度,所以用到它的時(shí)候,,數(shù)據(jù)規(guī)模越小越好,。唯一的好處可能就是不占用額外的內(nèi)存空間了吧。理論上講,,選擇排序可能也是平時(shí)排序一般人想到的最多的排序方法了吧,。 選擇排序(Selection-sort)是一種簡(jiǎn)單直觀的排序算法。它的工作原理:首先在未排序序列中找到最?。ù螅┰?,存放到排序序列的起始位置,然后,,再?gòu)氖S辔磁判蛟刂欣^續(xù)尋找最?。ù螅┰?,然后放到已排序序列的末尾,。以此類(lèi)推,直到所有元素均排序完畢,。 2.1 算法描述 n個(gè)記錄的直接選擇排序可經(jīng)過(guò)n-1趟直接選擇排序得到有序結(jié)果,。具體算法描述如下: 初始狀態(tài):無(wú)序區(qū)為R[1..n],有序區(qū)為空,; 第i趟排序(i=1,2,3…n-1)開(kāi)始時(shí),,當(dāng)前有序區(qū)和無(wú)序區(qū)分別為R[1..i-1]和R(i..n)。該趟排序從當(dāng)前無(wú)序區(qū)中-選出關(guān)鍵字最小的記錄 R[k],,將它與無(wú)序區(qū)的第1個(gè)記錄R交換,,使R[1..i]和R[i+1..n)分別變?yōu)橛涗泜€(gè)數(shù)增加1個(gè)的新有序區(qū)和記錄個(gè)數(shù)減少1個(gè)的新無(wú)序區(qū); n-1趟結(jié)束,,數(shù)組有序化了,。
2.2 動(dòng)圖演示 2.3 代碼實(shí)現(xiàn) package cn.fuqiang.arithmetic; import java.util.Comparator; * 選擇排序 的兩種實(shí)現(xiàn)方式 * (在這里要注意,因?yàn)樽詈笠粋€(gè)位置的數(shù)絕對(duì)是最后循環(huán)后最大的值,, * 所以外層循環(huán)的循環(huán)次數(shù) 最好是arr.length-1). * @Title: SelectionSort.java * @Package cn.fuqiang.arithmetic * @date 2018年6月8日 下午5:30:59 public class SelectionSort { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,1,5,3,8,10,28,2}; Integer[] arr2 = {4,1,5,3,8,10,28,2}; sort(arr2,(a,b)-> b.compareTo(a)); * 選擇排序 第一種實(shí)現(xiàn)方式 (賦值) 升序 (特點(diǎn) :從小到大) * 外層循環(huán)控制每次遍歷的次數(shù),內(nèi)層循環(huán)替換每次找出來(lái)的最小值,放在 arr[i]的位置 * 這樣當(dāng)內(nèi)層比較和替換的時(shí)候,,就保證每次最小的都在最前面 * 第一次外層循環(huán)為 i 為 0 第一個(gè)就是最小的值放最小的值 * 內(nèi)層循換會(huì)把每次找出的最小值放在arr[0] 的位置 * 內(nèi)層循環(huán)會(huì)把每次找出最小的值放在 arr[1] 的位置 * @date 2018年6月8日 下午6:36:42 * @param arr int類(lèi)型數(shù)組 public static void sort(int[] arr) { for(int i = 0;i<arr.length-1;i++) { for(int j = i+1 ; j <arr.length ; j++) { * 選擇排序 第二種實(shí)現(xiàn)(記錄下標(biāo)) 升序 (特點(diǎn) :從小到大) * 每次循環(huán)記錄最小的下標(biāo) min 最后跟 arr[i] 位置的下標(biāo)交換位置 * 這樣當(dāng)外層循環(huán)每次循環(huán)一次 會(huì)先記下 arr[i] 的下標(biāo),, * 然后讓內(nèi)層循環(huán)從 i+1 開(kāi)始比較去比較 arr[min] 與 arr[j] * 如果 min下表對(duì)應(yīng)的值 比 j下標(biāo)對(duì)應(yīng)的值大, 則記錄 j的下標(biāo) min = j * 然后拿新的 min下標(biāo)去跟后面比較,,依此類(lèi)推,。 * 當(dāng)內(nèi)層循環(huán)循環(huán)結(jié)束后記錄的下標(biāo)是剩余數(shù)中最小的呢個(gè)值的下標(biāo) * 然后用一個(gè)零時(shí)變量將他們的值交換過(guò)來(lái),就算本身是最小的,,也是替換自己 * 第二次外循開(kāi)始時(shí),,會(huì)記錄i的下標(biāo) * 然后開(kāi)始內(nèi)層循環(huán),會(huì)記錄2的下標(biāo) * 內(nèi)層循環(huán)結(jié)束后,,會(huì)把 3 與 2的位置調(diào)換 * @date 2018年6月9日 下午2:13:42 public static <T>void sort(T[] arr,Comparator<T> comparator) { for(int i = 0;i<arr.length-1;i++) { for(int j = i+1 ; j <arr.length ; j++) { if(comparator.compare(arr[min], arr[j])<0) { * 傳入任意數(shù)組或?qū)ο? 輸出到控制臺(tái) * @Description 前提是傳入的對(duì)象必須重寫(xiě) toString()方法 * @date 2018年6月8日 下午4:26:06 public static void so(Object obj) { if(obj instanceof int[]) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof long[]) { long[] arr = (long[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof char[]) { char[] arr = (char[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof short[]) { short[] arr = (short[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof double[]) { double[] arr = (double[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof float[]) { float[] arr = (float[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof Object[]) { Object[] arr = (Object[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(i.toString()+','); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; System.out.println(str);;
2.4 算法分析 最佳情況:T(n) = O(n2) 最差情況:T(n) = O(n2) 平均情況:T(n) = O(n2) 3,、插入排序(Insertion Sort)插入排序(Insertion-Sort)的算法描述是一種簡(jiǎn)單直觀的排序算法。它的工作原理是通過(guò)構(gòu)建有序序列,,對(duì)于未排序數(shù)據(jù),,在已排序序列中從后向前掃描,找到相應(yīng)位置并插入,。插入排序在實(shí)現(xiàn)上,,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的額外空間的排序),因而在從后向前掃描過(guò)程中,,需要反復(fù)把已排序元素逐步向后挪位,,為最新元素提供插入空間。 3.1 算法描述 一般來(lái)說(shuō),,插入排序都采用in-place在數(shù)組上實(shí)現(xiàn),。具體算法描述如下: 從第一個(gè)元素開(kāi)始,該元素可以認(rèn)為已經(jīng)被排序,; 取出下一個(gè)元素,,在已經(jīng)排序的元素序列中從后向前掃描; 如果該元素(已排序)大于新元素,,將該元素移到下一位置,; 重復(fù)步驟3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置,; 將新元素插入到該位置后,; 重復(fù)步驟2~5。
3.2 動(dòng)圖演示 3.2 代碼實(shí)現(xiàn) package cn.fuqiang.arithmetic; import java.util.Comparator; * @Title: InsertionSort.java * @Package cn.fuqiang.arithmetic * @date 2018年6月11日 下午2:19:55 public class InsertionSort { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,1,5,3,8,10,28,2}; Integer[] arr2 = {4,1,5,3,8,10,28,2}; sort(arr2,(a,b)-> b.compareTo(a)); * 插入排序 升序(特點(diǎn):拿當(dāng)前下標(biāo)值與前面的值比較,,將小的值排在對(duì)應(yīng)的位置,,把大的往后移) * 循環(huán)從 i=1 開(kāi)始 用temp記錄當(dāng)前位置的值arr[i], * 然后設(shè)置內(nèi)部循環(huán)控制下標(biāo),,通過(guò)循環(huán)將下標(biāo)每次減一,。 * 然后判斷temp與arr[index]的大小, 如果temp小于arr[index]則將arr[index-1]值移動(dòng)到下一個(gè)位置,, * 然后將下標(biāo)往前挪一位 也就是 index-1 (因?yàn)榈谝淮伪容^時(shí)記錄了 temp = arr[i] 所以不用擔(dān)心會(huì)將值覆蓋) * 如果不進(jìn)入內(nèi)循環(huán)則說(shuō)明,,下標(biāo)已經(jīng)移動(dòng)到最前面了沒(méi)有比該值更小的了, * 這時(shí)候就把記錄的 temp 賦值給 index+1 的位置上(因?yàn)閕ndex已經(jīng)減到前一個(gè)了) * 比較第一個(gè)位置 和第二個(gè)位置的 * 外層循環(huán)直接從 下標(biāo)為一的開(kāi)始 * 比較1 與3的大小,,然后把3的位置移動(dòng)到后面一位,, * 應(yīng)為內(nèi)層循環(huán)index--后小于0了,所以不在循環(huán),, * 然后因?yàn)榘?移動(dòng)到后面一位的時(shí)候前面空了一個(gè)位置,,所以就把1插入 * @date 2018年6月11日 下午4:22:41 public static void sort(int[] arr) { for(int i = 1 ; i < arr.length ; i ++) { while(index>=0 && arr[index]>temp) { arr[index+1] = arr[index--]; * @date 2018年6月13日 上午10:52:31 public static <T>void sort(T[] arr,Comparator<T> comparator) { for(int i = 1;i<arr.length;i++) { for(index = i-1;index>=0 && comparator.compare(arr[index], temp)<0;index--) { * 傳入任意數(shù)組或?qū)ο? 輸出到控制臺(tái) * @Description 前提是傳入的對(duì)象必須重寫(xiě) toString()方法 * @date 2018年6月8日 下午4:26:06 public static void so(Object obj) { String str = obj.toString(); if(obj instanceof int[]) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof long[]) { long[] arr = (long[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof char[]) { char[] arr = (char[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof short[]) { short[] arr = (short[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof double[]) { double[] arr = (double[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof float[]) { float[] arr = (float[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof Object[]) { Object[] arr = (Object[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(i.toString()+','); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; System.out.println(str);;
3.4 算法分析 最佳情況:T(n) = O(n) 最壞情況:T(n) = O(n2) 平均情況:T(n) = O(n2) 4,、希爾排序(Shell Sort)1959年Shell發(fā)明,,第一個(gè)突破O(n^2)的排序算法,是簡(jiǎn)單插入排序的改進(jìn)版,。它與插入排序的不同之處在于,,它會(huì)優(yōu)先比較距離較遠(yuǎn)的元素,。希爾排序又叫縮小增量排序,。 希爾排序的核心在于間隔序列的設(shè)定。既可以提前設(shè)定好間隔序列,,也可以動(dòng)態(tài)的定義間隔序列,。動(dòng)態(tài)定義間隔序列的算法是《算法(第4版》的合著者Robert Sedgewick提出的?!?/p> 4.1 算法描述 先將整個(gè)待排序的記錄序列分割成為若干子序列分別進(jìn)行直接插入排序,,具體算法描述: 選擇一個(gè)增量序列t1,t2,,…,,tk,其中ti>tj,tk=1,; 按增量序列個(gè)數(shù)k,,對(duì)序列進(jìn)行k 趟排序; 每趟排序,,根據(jù)對(duì)應(yīng)的增量ti,,將待排序列分割成若干長(zhǎng)度為m 的子序列,分別對(duì)各子表進(jìn)行直接插入排序,。僅增量因子為1 時(shí),,整個(gè)序列作為一個(gè)表來(lái)處理,表長(zhǎng)度即為整個(gè)序列的長(zhǎng)度,。
4.2 過(guò)程演示 4.3 代碼實(shí)現(xiàn) package cn.fuqiang.arithmetic; import java.util.Comparator; * @Package cn.fuqiang.arithmetic * @date 2018年6月11日 下午7:23:24 public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,1,5,3,8,10,28,2}; Integer[] arr2 = {4,1,5,3,8,10,28,2}; sort(arr2,(a,b)-> a.compareTo(b)); * 希爾排序 升序(特點(diǎn):縮小增量排序 ,,是插入排序的改進(jìn)版) * 最外層的 while循環(huán)是用來(lái)控制增量的。增量要從大到小 * increment =increment/3+1; * 當(dāng)每次循環(huán)后都吧增量除以一個(gè)數(shù)(改數(shù)不能是2和1 否則會(huì)死循環(huán))加一 * 保證最后除盡后不能小于一,,應(yīng)為最后增量縮小為一后需要兩兩之間進(jìn)行比較(此處也就是縮小增量) * for (int i = increment; i < arr.length; i++) { * 中間for循環(huán),,控制每次要取出的比較的元素,從增量開(kāi)始,,每次加一 * arr[j+increment] = temp; * 因?yàn)樵趦?nèi)層循環(huán)中已將前面的值移動(dòng)到后面了,,在最后一次 循環(huán)結(jié)束后 j -= increment 已經(jīng)少了一個(gè)增量 * 所以j+increment 正好是移動(dòng)后最后空出來(lái)的一個(gè) 所以把temp替換給該值,完成交換 * 就算沒(méi)有進(jìn)入內(nèi)層循環(huán),,呢j=i-incement后再+incement就還是 i本身temp也就是arr[i]本身 * for (j = i-increment; j >= 0 && arr[j]> temp ; j-=increment) { * 最內(nèi)層的for循環(huán)是用來(lái)控制temp 與每個(gè)j-increment個(gè)值比較,,從 j=i-increment開(kāi)始 也就是中層循中 i減去一個(gè)增量后的下標(biāo)(與插入排序相同,只不過(guò)是每次跟前increment個(gè)值比較) * 該判斷是防止j減到負(fù)下標(biāo)并且每次替換的實(shí)話 只有temp小于arr[j]才可以進(jìn)入 * arr[j+increment] = arr[j]; * 如果arr[j]> temp 呢么與將 arr[j]的值移動(dòng)道后面 * 4,1,5,3,8,10,28,2 長(zhǎng)度為 8 * 中層for循環(huán) i從 3開(kāi)始 * 內(nèi)層for循環(huán)從j=i-increment 也就是從前increment個(gè)值開(kāi)始 * 就會(huì)拿出arr[3-3]>temp 比較 * 如果temp小則 把 arr[3-3] 的值與 的值賦給arr[0+3] 也就是 arr[j+increment] = arr[j] * 因?yàn)閍rr[3]已經(jīng)記錄,,所以當(dāng) j-=increment時(shí) j=-3此時(shí)已經(jīng)不滿(mǎn)足 j >= 0 所以?xún)?nèi)層循環(huán)結(jié)束 * 內(nèi)層循環(huán)結(jié)束后 arr的值就從4,1,5,3,8,10,28,2 變?yōu)榱? 4,1,5,4,8,10,28,2 * 因?yàn)樵趦?nèi)層循環(huán)中只是把 0下標(biāo)的值賦給了3下標(biāo) 所以說(shuō) 0位置的值還是4 * 此時(shí)中層循環(huán)中的 arr[j+increment] = temp; 就是把原來(lái)記錄的 arr[3]----3 賦給0下標(biāo),, * 因?yàn)閖已經(jīng)被減了increment 變成了-3所以此時(shí)加上increment正好等于0下標(biāo) * 所以arr就變成了 3,1,5,4,8,10,28,2 * 中層for循環(huán) i變?yōu)榱? * 內(nèi)層for循環(huán)從j=i-increment 也就是從前increment個(gè)值開(kāi)始 * 就會(huì)拿出arr[4-3]>temp 比較 * 因?yàn)閍rr[1]小于temp所以 而且j也已經(jīng)=-1所以循環(huán)結(jié)束 * 。,。,。。,。,。。,。,。 以此類(lèi)推 * @date 2018年6月14日 下午5:33:04 public static void sort(int[] arr) { int increment = arr.length; while(increment > 1) { //動(dòng)態(tài)定義間隔序列 increment =increment/3+1; for (int i = increment; i < arr.length; i++) { for (j = i-increment; j >= 0 && arr[j]> temp ; j-=increment) { arr[j+increment] = arr[j]; * 任意對(duì)象排序,將上面排序中 內(nèi)部的循環(huán)替換為了while循環(huán) * @date 2018年6月15日 下午3:45:06 public static <T>void sort(T[] arr,Comparator<T> comparator){ int increment = arr.length; while(increment > 1) { //動(dòng)態(tài)定義間隔序列 increment =increment/3+1; for (int i = increment; i < arr.length; i++) { while ( j >= 0 && comparator.compare(arr[j], temp)>0 ) { arr[j+increment] = arr[j]; * 傳入任意數(shù)組或?qū)ο? 輸出到控制臺(tái) * @Description 前提是傳入的對(duì)象必須重寫(xiě) toString()方法 * @date 2018年6月8日 下午4:26:06 public static void so(Object obj) { String str = obj.toString(); if(obj instanceof int[]) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof long[]) { long[] arr = (long[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof char[]) { char[] arr = (char[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof short[]) { short[] arr = (short[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof double[]) { double[] arr = (double[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof float[]) { float[] arr = (float[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ; }else if(obj instanceof Object[]) { Object[] arr = (Object[])obj; StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(i.toString()+','); str = sb.substring(0,sb.lastIndexOf(','))+']' ;
4.4 算法分析 最佳情況:T(n) = O(nlog2 n) 最壞情況:T(n) = O(nlog2 n) 平均情況:T(n) =O(nlog n) 5,、歸并排序(Merge Sort)和選擇排序一樣,,歸并排序的性能不受輸入數(shù)據(jù)的影響,但表現(xiàn)比選擇排序好的多,,因?yàn)槭冀K都是O(n log n)的時(shí)間復(fù)雜度,。代價(jià)是需要額外的內(nèi)存空間,。 歸并排序是建立在歸并操作上的一種有效的排序算法。該算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一個(gè)非常典型的應(yīng)用,。歸并排序是一種穩(wěn)定的排序方法,。將已有序的子序列合并,得到完全有序的序列,;即先使每個(gè)子序列有序,,再使子序列段間有序。若將兩個(gè)有序表合并成一個(gè)有序表,,稱(chēng)為2-路歸并,。 5.1 算法描述 把長(zhǎng)度為n的輸入序列分成兩個(gè)長(zhǎng)度為n/2的子序列; 對(duì)這兩個(gè)子序列分別采用歸并排序,; 將兩個(gè)排序好的子序列合并成一個(gè)最終的排序序列,。
5.2 動(dòng)圖演示 5.3 代碼實(shí)現(xiàn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 | function mergeSort(arr) { //采用自上而下的遞歸方法 var len = arr.length; if (len < 2) { return arr; } var middle = Math.floor(len / 2), left = arr.slice(0, middle), right = arr.slice(middle); return merge(mergeSort(left), mergeSort(right)); } function merge(left, right) { var result = []; while (left.length>0 && right.length>0) { if (left[0] <= right[0]) { result.push(left.shift()); } else { result.push(right.shift()); } } while (left.length) result.push(left.shift()); while (right.length) result.push(right.shift()); return result; } |
5. 4 算法分析 最佳情況:T(n) = O(n) 最差情況:T(n) = O(nlogn) 平均情況:T(n) = O(nlogn) 6、快速排序(Quick Sort)快速排序的基本思想:通過(guò)一趟排序?qū)⒋庞涗浄指舫瑟?dú)立的兩部分,,其中一部分記錄的關(guān)鍵字均比另一部分的關(guān)鍵字小,,則可分別對(duì)這兩部分記錄繼續(xù)進(jìn)行排序,以達(dá)到整個(gè)序列有序,。 6.1 算法描述 快速排序使用分治法來(lái)把一個(gè)串(list)分為兩個(gè)子串(sub-lists),。具體算法描述如下: 從數(shù)列中挑出一個(gè)元素,稱(chēng)為 “基準(zhǔn)”(pivot),; 重新排序數(shù)列,,所有元素比基準(zhǔn)值小的擺放在基準(zhǔn)前面,所有元素比基準(zhǔn)值大的擺在基準(zhǔn)的后面(相同的數(shù)可以到任一邊),。在這個(gè)分區(qū)退出之后,,該基準(zhǔn)就處于數(shù)列的中間位置。這個(gè)稱(chēng)為分區(qū)(partition)操作,; 遞歸地(recursive)把小于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列和大于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列排序,。
5.2 動(dòng)圖演示 5.3 代碼實(shí)現(xiàn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 | function quickSort(arr, left, right) { var len = arr.length, partitionIndex, left = typeof left != 'number' ? 0 : left, right = typeof right != 'number' ? len - 1 : right; if (left < right) { partitionIndex = partition(arr, left, right); quickSort(arr, left, partitionIndex-1); quickSort(arr, partitionIndex+1, right); } return arr; } function partition(arr, left ,right) { //分區(qū)操作 var pivot = left, //設(shè)定基準(zhǔn)值(pivot) index = pivot + 1; for ( var i = index; i <= right; i++) { if (arr[i] < arr[pivot]) { swap(arr, i, index); index++; } } swap(arr, pivot, index - 1); return index-1; } function swap(arr, i, j) { var temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } |
5.4 算法分析 最佳情況:T(n) = O(nlogn) 最差情況:T(n) = O(n2) 平均情況:T(n) = O(nlogn) 7、堆排序(Heap Sort)堆排序(Heapsort)是指利用堆這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的一種排序算法,。堆積是一個(gè)近似完全二叉樹(shù)的結(jié)構(gòu),,并同時(shí)滿(mǎn)足堆積的性質(zhì):即子結(jié)點(diǎn)的鍵值或索引總是小于(或者大于)它的父節(jié)點(diǎn)。 7.1 算法描述 將初始待排序關(guān)鍵字序列(R1,R2….Rn)構(gòu)建成大頂堆,,此堆為初始的無(wú)序區(qū),; 將堆頂元素R[1]與最后一個(gè)元素R[n]交換,此時(shí)得到新的無(wú)序區(qū)(R1,R2,……Rn-1)和新的有序區(qū)(Rn),且滿(mǎn)足R[1,2…n-1]<=R[n],; 由于交換后新的堆頂R[1]可能違反堆的性質(zhì),因此需要對(duì)當(dāng)前無(wú)序區(qū)(R1,R2,……Rn-1)調(diào)整為新堆,,然后再次將R[1]與無(wú)序區(qū)最后一個(gè)元素交換,,得到新的無(wú)序區(qū)(R1,R2….Rn-2)和新的有序區(qū)(Rn-1,Rn),。不斷重復(fù)此過(guò)程直到有序區(qū)的元素個(gè)數(shù)為n-1,則整個(gè)排序過(guò)程完成,。
7.2 動(dòng)圖演示 7.3 代碼實(shí)現(xiàn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 | var len; //因?yàn)槁暶鞯亩鄠€(gè)函數(shù)都需要數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,,所以把len設(shè)置成為全局變量 function buildMaxHeap(arr) { //建立大頂堆 len = arr.length; for ( var i = Math.floor(len/2); i >= 0; i--) { heapify(arr, i); } } function heapify(arr, i) { //堆調(diào)整 var left = 2 * i + 1, right = 2 * i + 2, largest = i; if (left < len && arr[left] > arr[largest]) { largest = left; } if (right < len && arr[right] > arr[largest]) { largest = right; } if (largest != i) { swap(arr, i, largest); heapify(arr, largest); } } function swap(arr, i, j) { var temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } function heapSort(arr) { buildMaxHeap(arr); for ( var i = arr.length-1; i > 0; i--) { swap(arr, 0, i); len--; heapify(arr, 0); } return arr; } |
7.4 算法分析 最佳情況:T(n) = O(nlogn) 最差情況:T(n) = O(nlogn) 平均情況:T(n) = O(nlogn) 8、計(jì)數(shù)排序(Counting Sort)計(jì)數(shù)排序的核心在于將輸入的數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)化為鍵存儲(chǔ)在額外開(kāi)辟的數(shù)組空間中,。 作為一種線性時(shí)間復(fù)雜度的排序,,計(jì)數(shù)排序要求輸入的數(shù)據(jù)必須是有確定范圍的整數(shù)。 計(jì)數(shù)排序(Counting sort)是一種穩(wěn)定的排序算法,。計(jì)數(shù)排序使用一個(gè)額外的數(shù)組C,,其中第i個(gè)元素是待排序數(shù)組A中值等于i的元素的個(gè)數(shù)。然后根據(jù)數(shù)組C來(lái)將A中的元素排到正確的位置,。它只能對(duì)整數(shù)進(jìn)行排序,。 8.1 算法描述 找出待排序的數(shù)組中最大和最小的元素; 統(tǒng)計(jì)數(shù)組中每個(gè)值為i的元素出現(xiàn)的次數(shù),,存入數(shù)組C的第i項(xiàng),; 對(duì)所有的計(jì)數(shù)累加(從C中的第一個(gè)元素開(kāi)始,每一項(xiàng)和前一項(xiàng)相加),; 反向填充目標(biāo)數(shù)組:將每個(gè)元素i放在新數(shù)組的第C(i)項(xiàng),,每放一個(gè)元素就將C(i)減去1。
8.2 動(dòng)圖演示 8.3 代碼實(shí)現(xiàn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | function countingSort(arr, maxValue) { var bucket = new Array(maxValue+1), sortedIndex = 0; arrLen = arr.length, bucketLen = maxValue + 1; for ( var i = 0; i < arrLen; i++) { if (!bucket[arr[i]]) { bucket[arr[i]] = 0; } bucket[arr[i]]++; } for ( var j = 0; j < bucketLen; j++) { while (bucket[j] > 0) { arr[sortedIndex++] = j; bucket[j]--; } } return arr; } |
8.4 算法分析 當(dāng)輸入的元素是n 個(gè)0到k之間的整數(shù)時(shí),,它的運(yùn)行時(shí)間是 O(n + k),。計(jì)數(shù)排序不是比較排序,排序的速度快于任何比較排序算法,。由于用來(lái)計(jì)數(shù)的數(shù)組C的長(zhǎng)度取決于待排序數(shù)組中數(shù)據(jù)的范圍(等于待排序數(shù)組的最大值與最小值的差加上1),,這使得計(jì)數(shù)排序?qū)τ跀?shù)據(jù)范圍很大的數(shù)組,需要大量時(shí)間和內(nèi)存,。 最佳情況:T(n) = O(n+k) 最差情況:T(n) = O(n+k) 平均情況:T(n) = O(n+k) 9,、桶排序(Bucket Sort)桶排序是計(jì)數(shù)排序的升級(jí)版。它利用了函數(shù)的映射關(guān)系,,高效與否的關(guān)鍵就在于這個(gè)映射函數(shù)的確定,。 桶排序 (Bucket sort)的工作的原理:假設(shè)輸入數(shù)據(jù)服從均勻分布,將數(shù)據(jù)分到有限數(shù)量的桶里,,每個(gè)桶再分別排序(有可能再使用別的排序算法或是以遞歸方式繼續(xù)使用桶排序進(jìn)行排 9.1 算法描述 設(shè)置一個(gè)定量的數(shù)組當(dāng)作空桶,; 遍歷輸入數(shù)據(jù),并且把數(shù)據(jù)一個(gè)一個(gè)放到對(duì)應(yīng)的桶里去,; 對(duì)每個(gè)不是空的桶進(jìn)行排序,; 從不是空的桶里把排好序的數(shù)據(jù)拼接起來(lái)。
9.2 圖片演示 9.3 代碼實(shí)現(xiàn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 | function bucketSort(arr, bucketSize) { if (arr.length === 0) { return arr; } var i; var minValue = arr[0]; var maxValue = arr[0]; for (i = 1; i < arr.length; i++) { if (arr[i] < minValue) { minValue = arr[i]; //輸入數(shù)據(jù)的最小值 } else if (arr[i] > maxValue) { maxValue = arr[i]; //輸入數(shù)據(jù)的最大值 } } //桶的初始化 var DEFAULT_BUCKET_SIZE = 5; //設(shè)置桶的默認(rèn)數(shù)量為5 bucketSize = bucketSize || DEFAULT_BUCKET_SIZE; var bucketCount = Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1; var buckets = new Array(bucketCount); for (i = 0; i < buckets.length; i++) { buckets[i] = []; } //利用映射函數(shù)將數(shù)據(jù)分配到各個(gè)桶中 for (i = 0; i < arr.length; i++) { buckets[Math.floor((arr[i] - minValue) / bucketSize)].push(arr[i]); } arr.length = 0; for (i = 0; i < buckets.length; i++) { insertionSort(buckets[i]); //對(duì)每個(gè)桶進(jìn)行排序,,這里使用了插入排序 for ( var j = 0; j < buckets[i].length; j++) { arr.push(buckets[i][j]); } } return arr; } |
9.4 算法分析 桶排序最好情況下使用線性時(shí)間O(n),,桶排序的時(shí)間復(fù)雜度,,取決與對(duì)各個(gè)桶之間數(shù)據(jù)進(jìn)行排序的時(shí)間復(fù)雜度,因?yàn)槠渌糠值臅r(shí)間復(fù)雜度都為O(n),。很顯然,,桶劃分的越小,各個(gè)桶之間的數(shù)據(jù)越少,,排序所用的時(shí)間也會(huì)越少,。但相應(yīng)的空間消耗就會(huì)增大。 最佳情況:T(n) = O(n+k) 最差情況:T(n) = O(n+k) 平均情況:T(n) = O(n2) 10,、基數(shù)排序(Radix Sort)基數(shù)排序也是非比較的排序算法,,對(duì)每一位進(jìn)行排序,從最低位開(kāi)始排序,,復(fù)雜度為O(kn),為數(shù)組長(zhǎng)度,,k為數(shù)組中的數(shù)的最大的位數(shù); 基數(shù)排序是按照低位先排序,,然后收集,;再按照高位排序,然后再收集,;依次類(lèi)推,,直到最高位。有時(shí)候有些屬性是有優(yōu)先級(jí)順序的,,先按低優(yōu)先級(jí)排序,,再按高優(yōu)先級(jí)排序。最后的次序就是高優(yōu)先級(jí)高的在前,,高優(yōu)先級(jí)相同的低優(yōu)先級(jí)高的在前,。基數(shù)排序基于分別排序,,分別收集,,所以是穩(wěn)定的。 10.1 算法描述 取得數(shù)組中的最大數(shù),,并取得位數(shù),; arr為原始數(shù)組,從最低位開(kāi)始取每個(gè)位組成radix數(shù)組,; 對(duì)radix進(jìn)行計(jì)數(shù)排序(利用計(jì)數(shù)排序適用于小范圍數(shù)的特點(diǎn)),;
10.2 動(dòng)圖演示 10.3 代碼實(shí)現(xiàn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | //LSD Radix Sort var counter = []; function radixSort(arr, maxDigit) { var mod = 10; var dev = 1; for ( var i = 0; i < maxDigit; i++, dev *= 10, mod *= 10) { for ( var j = 0; j < arr.length; j++) { var bucket = parseInt((arr[j] % mod) / dev); if (counter[bucket]== null ) { counter[bucket] = []; } counter[bucket].push(arr[j]); } var pos = 0; for ( var j = 0; j < counter.length; j++) { var value = null ; if (counter[j]!= null ) { while ((value = counter[j].shift()) != null ) { arr[pos++] = value; } } } } return arr; } |
10.4 算法分析 最佳情況:T(n) = O(n * k) 最差情況:T(n) = O(n * k) 平均情況:T(n) = O(n * k) 基數(shù)排序有兩種方法: MSD 從高位開(kāi)始進(jìn)行排序 LSD 從低位開(kāi)始進(jìn)行排序 基數(shù)排序 vs 計(jì)數(shù)排序 vs 桶排序 這三種排序算法都利用了桶的概念,但對(duì)桶的使用方法上有明顯差異: 基數(shù)排序:根據(jù)鍵值的每位數(shù)字來(lái)分配桶 計(jì)數(shù)排序:每個(gè)桶只存儲(chǔ)單一鍵值 桶排序:每個(gè)桶存儲(chǔ)一定范圍的數(shù)值
參考資料: http://blog.csdn.net/fengyinchao/article/details/52667625
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