【Java常识】8.0 数组实现冒泡排序、选择排序和二分查找

1.0 冒泡排序原理

冒泡排序就是：轻的上浮，沉的下降。小的往前排，大的往后走。
原理：若一个N个元素的数组，两个相邻位置比较，如果前面的元素比后面的元素大就换位置。
每一次比较，都是相对最沉的到位。比较N-1次，每一次，上次一次沉到最下面放好的不用再比较，直到所有的到位为止。

2.0 冒泡排序代码实现

package edp.com.learn1;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 24, 68, 84, 55, 15 };
        bubbleSort(arr);
    }

    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            //外循环， N个数，只要比较N-1次就够了，最后一个数不需要比较。
            for (int j = 0; j < arr.length-1-i; j++) {
                //-1为了防止索引越界
                //内循环，
                if (arr[j]>arr[j+1]) {
                    int temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
            print(arr);
        }
    }
    
    /**
     * 打印数组的方法
     */
    public static void print(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }
}

执行结果：

image.png

其中结果就是每一次排序的展示，可见1.0中描述的规律。

3.0 选择排序的原理

选择排序：用一个索引位置上的元素，依次与其他索引位置上的元素比较。晓得在前面，大的在后面。
每一次排序的结果，都是最小值到相对最前面的位置。比较N-1次，每一次，上次一次浮到最前面放好的不用再比较，直到所有的到位为止。

4.0 选择排序的代码实现

代码示范：

package edp.com.learn1;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 24, 68, 84, 55, 15 };
        System.out.print("初始数组为：");
        print(arr);
        System.out.println("冒泡排序：");
        bubbleSort(arr);
        System.out.println("选择排序：");
        selectSort(arr);
    }

    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            // 外循环， N个数，只要比较N-1次就够了，最后一个数不需要比较。
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                // -1为了防止索引越界
                // 内循环，
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    swap(arr, j, j + 1);
                }
            }
            print(arr);
        }
    }

    /**
     ** 选择排序
     **/
    public static void selectSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            // 外循环， N个数，只要比较N-1次就够了，最后一次不需要比较。
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                // 内循环，
                if (arr[i] > arr[j]) {
                    swap(arr, i, j);
                }
            }
            print(arr);
        }
    }

    /**
     ** 打印数组的方法
     */
    public static void print(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    /**
     ** 换位操作方法 此方法只针对本类使用，不准备其他类使用，定义为私有
     **/
    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
}

执行结果为：

image.png

5.0 二分查找的原理

二分查找的前提：数组元素有序。不停地折半查找直到找到该值。
比如 11 22 33 44 55 66 77 ，需要查找到22，那么二分查找，先找44，在找22，找到，返回索引。
画图演示如下：

image.png

6.0 二分查找的代码实现

代码演示如下：

package edp.com.learn1;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77 };
        System.out.println(getIndex(arr, 22));
        System.out.println(getIndex(arr, 66));
        System.out.println(getIndex(arr, 88));

    }

    public static int getIndex(int[] arr, int value) {
        int min = 0;
        int max = arr.length - 1;
        int mid = (min + max) / 2;

        while (arr[mid] != value) {          //当中间值不等于要找的值，开始循环查找。
            if (arr[mid] < value) {          //当中间值小于要查找的值。
                min = mid + 1;               //最小的索引改变。
            } else if (arr[mid] > value) {   //当中间值大于要找的值。
                max = mid - 1;               //最大的索引改变。
            }
            mid = (min + max) / 2;           //无论最大还是最小改变中间索引都会随之改变。
            if (min>max) {                   //如果最小索引大于最大索引。没有查找的可能性。
                return -1;                   //返回-1,表示查找失败。
            }
        }
        return mid;
    }
}

执行结果如下：

image.png

END