数据结构与算法学习-排序算法（二）
2019-03-22 本文已影响0人
Kip_Salens
很早之前整理过一篇排序算法，这次又整理了一下，增加了计数排序、归并排序和桶排序，需要的拿走不谢！
各种排序算法实现
public class Sort {
/**
* 交换数组中两个位置的数值
*
* @param arr
* @param i
* @param j
*/
public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
/**
* 冒泡排序
*
* @param arr 数组
*/
public static void bubbleSort(int[] arr) {
if (arr == null) {
return;
}
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
swap(arr, j, j + 1);
}
}
}
}
/**
* 插入排序
* 要点：像扑克牌一样，小牌放在左边，插入的牌比左边的某张牌大（左边的牌已经排好大小），
* 该张牌后面的牌依次向右移动一个位置
*
* @param arr 数组
*/
public static void insertSort(int[] arr) {
if (arr == null) {
return;
}
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
int temp = arr[i];
int j = i - 1;
while (j >= 0 && arr[j] > temp) {
arr[j + 1] = arr[j];
j--;
}
arr[j + 1] = temp;
}
}
/**
* 选择排序
* 每次选择一个最小（或最大）的数，拿走，再从剩下的数中重复选择最小（或最大）的数
*
* @param arr 数组
*/
public static void selectSort(int[] arr) {
if (arr == null) {
return;
}
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
int min = i;
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if (arr[j] < arr[min]) {
min = j;
}
}
swap(arr, min, i);
}
}
/**
* 快速排序算法
*
* @param arr 数组
* @param left 左边索引
* @param right 右边索引
*/
public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left > right) {
return;
}
int index = pivot(arr, left, right);
quickSort(arr, left, index - 1);
quickSort(arr, index + 1, right);
}
/**
* @param arr
* @param left
* @param right
* @return
*/
private static int pivot(int[] arr, int left, int right) {
int i = left;
int j = right;
int pivot = arr[left];
while (i != j) {
while (arr[j] >= pivot && i < j) {
j--;
}
while (arr[i] <= pivot && i < j) {
i++;
}
if (i < j) {
swap(arr, i, j);
}
}
arr[left] = arr[i];
arr[i] = pivot;
return i;
}
/**
* 一个长度为 n 的 double 类型数组，取值为 0 - 10，要求快速将这 20 个 double 元素从小到大排序
*
* @param arr double 数组
* @param bucketNum 桶的数量
*/
public static void bucketSort(double[] arr, int bucketNum) {
if (arr == null) {
return;
}
double max = arr[0];
double min = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] > max) {
max = arr[i];
}
if (arr[i] < min) {
min = arr[i];
}
}
// 间隔
double d = max - min;
// 创建桶
List<LinkedList<Double>> bucketList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < bucketNum; i++) {
bucketList.add(new LinkedList<>());
}
// 将数据放入桶中
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
int index = (int) ((arr[i] - min) / d * (bucketNum - 1));
bucketList.get(index).add(arr[i]);
}
// 对每个桶排序
for (LinkedList<Double> linkedList : bucketList) {
Collections.sort(linkedList);
}
// 输出数据
int i = 0;
for (LinkedList<Double> linkedList : bucketList) {
for (Double number : linkedList) {
arr[i++] = number;
}
}
}
/**
* 计数排序
*
* @param arr 数组
*/
public static int[] countSort(int[] arr) {
if (arr == null) {
return null;
}
int max = arr[0];
int min = arr[0];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] > max) {
max = arr[i];
}
if (arr[i] < min) {
min = arr[i];
}
}
// 创建统计数组，并对每个数据进行计数
int d = max - min;
int[] countArr = new int[d + 1];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
countArr[arr[i] - min]++;
}
// 对统计数组累计求和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < countArr.length; i++) {
sum += countArr[i];
countArr[i] = sum;
}
int[] sortArr = new int[arr.length];
for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
sortArr[countArr[arr[i] - min] - 1] = arr[i];
countArr[arr[i] - min]--;
}
return sortArr;
}
/**
* 归并排序
*
* @param arr 数组
*/
public static void mergeSort(int[] arr) {
if (arr == null) {
return;
}
int[] temp = new int[arr.length];
mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
}
private static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
if (left < right) {
int mid = (left + right) >> 1;
mergeSort(arr, left, mid, temp);
mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);
merge(arr, left, mid, right, temp);
}
}
private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {
int i = left;
int j = mid + 1;
int t = 0;
while (i <= mid && j <= right) {
if (arr[i] <= arr[j]) {
temp[t++] = arr[i++];
} else {
temp[t++] = arr[j++];
}
}
// while(i<=mid){//将左边剩余元素填充进temp中
// temp[t++] = arr[i++];
// }
// while(j<=right){//将右序列剩余元素填充进temp中
// temp[t++] = arr[j++];
// }
// t = 0;
// //将temp中的元素全部拷贝到原数组中
// while(left <= right){
// arr[left++] = temp[t++];
// }
if (i <= mid) {
System.arraycopy(arr, i, temp, t, mid - i + 1);
t += mid - i;
}
if (j <= right) {
System.arraycopy(arr, j, temp, t, right - j + 1);
t += right - j;
}
if (left <= right){
System.arraycopy(temp, 0, arr, left, t + 1);
}
}
}
算法这部分，需要长期练习，并将其使用的场景结合起来，才能深入理解，不容易忘！
