掌握常見的內部排序方法(插入排序,冒泡排序,選擇排序,快速排序,堆排序,希爾排序,歸並排序,基數排序等)


掌握常見的內部排序方法(插入排序,冒泡排序,選擇排序,快速排序,堆排序,希爾排序,歸並排序,基數排序等)。
數組高級以及Arrays(掌握)
排序方法
空間復雜度
時間復雜度
穩定性
 
 
直接插入排序
O 1
平均 O n2
最壞 O n2
最好 O n
 
穩定
  折半插入排序
 
O 1
平均 O nlogn
最壞 O n2
 
穩定
希爾排序
O 1
平均 O n2
不穩定
 
           冒泡排序
 
O 1
平均 O n2
最壞 O n2
最好 O n
 
穩定
           快速排序
平均 O nlogn
最壞 O n
平均 O nlogn
最壞 O n2
平均 O nlogn
 
不穩定
 
           簡單選擇排序
 
O 1
始終 O n2
 
不穩定
           堆排序
 
O 1
平均 O nlogn
建堆 O n
調整 O logn
 
不穩定
 
歸並排序
O n
O nlogn
穩定
 
基數排序
O d(n+r)
O d(n+r)
穩定
(1)排序
  A:冒泡排序
     相鄰元素兩兩比較,大的往后放,第一次完畢,最大值出現在了最大索引處。同理,其他的元素就可以排好。
          
       public static void bubbleSort(int[] arr) {
         for(int x=0; x<arr.length-1; x++) {
           for(int y=0; y<arr.length-1-x; y++) {
              if(arr[y] > arr[y+1]) {
               int temp = arr[y];
                arr[y] = arr[y+1];
               arr[y+1] = temp;
                   }
                }
              }
           }         
  B:選擇排序
           把0索引的元素,和索引1以后的元素都進行比較,第一次完畢,最小值出現在了0索引。同理,其他的元素就可以排好。
          
       public static void selectSort(int[] arr) {
           for(int x=0; x<arr.length-1; x++) {
             for(int y=x+1; y<arr.length; y++) {
                  if(arr[y] < arr[x]) {
                    int temp = arr[x];
                    arr[x] = arr[y];
                    arr[y] = temp;
                     }
                 }
              }
           }
C.插入排序算法 :
  public static void insertSort(int[] arr) {
      for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
          if(arr[i]<arr[i-1]){
           arr[0]=arr[i];
          for(int j=i-1;arr[0]<arr[j];j--)//只要arr[i]大的都后移,找到arr[i]合適的插入位置
           arr[j+1]=arr[j];
        arr[j+1]=arr[0];
            }
        }
    }
D希爾排序:
/*
* 希爾排序:先取一個小於n的整數d1作為第一個增量,
* 把文件的全部記錄分成(n除以d1)個組。所有距離為d1的倍數的記錄放在同一個組中。
* 先在各組內進行直接插入排序;然后,取第二個增量d2<d1重復上述的分組和排序,
* 直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1),即所有記錄放在同一組中進行直接插入排序為止。
*/
public class ShellSort {
public static void sort(int[] data) {
for (int i = data.length / 2; i > 2; i /= 2) { // 設置增量
for (int j = 0; j < i; j++) {
insertSort(data, j, i);
}
}
insertSort(data, 0, 1);
}
private static void insertSort(int[] data, int start, int inc) {
for (int i = start + inc; i < data.length; i += inc) {
for (int j = i; (j >= inc) && (data[j] < data[j - inc]); j -= inc){
SortTest.swap(data, j, j - inc);
}
}
}
}
E.快速排序:
  Void Quicksort(int A[],int low,int high){
  If(low<high){
      Int pivotpos= partion(A, low ,high);//獲取樞軸數位置
      Quicksort(A,  low,pivotpos-1);
Quicksort(A,pivotpos-1,high)
}
}
Int partion(int A[],int low ,int high){
   Int pivot=Alow];
  While(low<high){
While(low<high&&A[high]>=pivot)  high--;//從樞軸小的左移
       A[low]=A[high];
While(low<high&&A[low] <=pivot) low++;//從樞軸大的右移
      A[high] =A[low];
 A[low]=pivot;     //樞軸最后存放的位置
   return low;
   }
}
F:歸並排序:
public static int[] sort(int[] a,int low,int high){
        int mid = (low+high)/2;
        if(low<high){
            sort(a,low,mid);//分成兩個子序列,分別遞歸排序
            sort(a,mid+1,high);
            //左右歸並
            merge(a,low,mid,high);
        }
        return a;
    }
// 將兩個有序表合並成一個有序表
   public  static  void  merge(int[] a, int  low, int  mid, int  high) {
        int[] temp = new  int[high-low+1];//定義一個數組
        int  i= low;
        int  j = mid+1;
        int  k=0;
        // 把較小的數先移到新數組中
        while(i<=mid && j<=high){
            if(a[i]<a[j]){
               temp[k++] = a[i++];
            }else{
               temp[k++] = a[j++];
            }
        }
        // 把左邊剩余的數移入數組 
        while(i<=mid){
            temp[k++] = a[i++];
        }
        // 把右邊邊剩余的數移入數組
        while(j<=high){
            temp[k++] = a[j++];
        }
        // 把新數組中的數覆蓋nums數組
        for(int  x=0;x<temp.length;x++){
          a[x+low] = temp[x];//原數組從low開始的
        }
    } 
G:堆排序
  //構建大根堆:將array看成完全二叉樹的順序存儲結構
    private int[] buildMaxHeap (int[] array){
// 從最后一個節點 array.length-1 的父節點( array.length-1 /2 開始,直到根節點 0 ,反復調整堆
         for(int i=(array.length-1)/2;i>=0;i--){
              adjustDownToUp(array, i,array.length);
          }
          return array;
      }
     
//將元素array[k]自下往上逐步調整樹形結構
     private void adjustDownToUp (int[] array,int k,int length){
         int temp = array[k];  
         for(int i=2*k; i<length; i=2*i){    //i 為初始化為節點 k 的左孩子,沿節點較大的子節點向下調整
             if(i<length && array[i]<array[i+1]){  // 取節點較大的子節點的下標
                 i++;   // 如果節點的右孩子 > 左孩子,則取右孩子節點的下標
            }
             if(temp>=array[i]){  // 根節點 >= 左右子女中關鍵字較大者,調整結束
                 break;
             }else{   // 根節點 < 左右子女中關鍵字較大者
                 array[k] = array[i];  // 將左右子結點中較大值 array[i] 調整到雙親節點上
                k = i; // 【關鍵】修改 k 值,以便繼續向下調整
             }
         }
        array[k] = temp;  // 被調整的結點的值放人最終位置
    }   
//堆排序
      public int[] heapSort (int[] array){
          array = buildMaxHeap(array); // 初始建堆, array[0] 為第一趟值最大的元素
          for(int i=array.length-1;i>1;i--){ 
             int temp = array[0];  // 將堆頂元素和堆低元素交換,即得到當前最大元素正確的排序位置
              array[0] = array[i];
             array[i] = temp;
            adjustDownToUp(array, 0,i-1);  // 整理,將剩余的元素整理成堆
         }
         return array;
    }
(2)查找
      A:基本查找
           針對數組無序的情況
          
           public static int getIndex(int[] arr,int value) {
              int index = -1;
             
              for(int x=0; x<arr.length; x++) {
                  if(arr[x] == value) {
                     index = x;
                     break;
                  }
              }
             
              return index;
           }
        B:二分查找(折半查找)
           針對數組有序的情況(千萬不要先排序,在查找)
          
           public static int binarySearch(int[] arr,int value) {
              int min = 0;
              int max = arr.length-1;
              int mid = (min+max)/2;
             
              while(arr[mid] != value) {
                  if(arr[mid] > value) {
                     max = mid - 1;
                  }else if(arr[mid] < value) {
                     min = mid + 1;
                  }         
                  if(min > max) {
                     return -1;
                  }   
                  mid = (min+max)/2;
              }           
              return mid;
           } 


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