Android: 查找以及排序算法

2019-12-04  本文已影响0人  Mr_Fly

顺序查找:(线性查找)

它的过程为:从查找表的最后一个元素开始逐个与给定关键字比较,若某个记录的关键字和给定值比较相等,则查找成功,否则,若直至第一个记录,其关键字和给定值比较都不等,则表明表中没有所查记录查找不成功,它的缺点是效率低下。

二分查找: (折半查找)

对于有序表来说,它的优点是比较次数少,查找速度快,平均性能好。
二分查找的基本思想是将n个元素分成大致相等的两部分,取a[n/2]与目标值x做比较,如果x=a[n/2],则找到x,算法中止,如果x小于a[n/2],则只要在数组a的左半部分继续搜索x,如果x>a[n/2],则只要在数组a的右半部搜索x.代码实现如下:

public int binarySearch(Integer[] srcArray, int des) {

//定义初始最小、最大索引
int low = 0;
int high = srcArray.length - 1;
//确保不会出现重复查找,越界
while (low <= high) {
    //计算出中间索引值
    int middle = (high + low)>>>1 ;//防止溢出
    if (des == srcArray[middle]) {
        return middle;
    //判断下限
    } else if (des < srcArray[middle]) {
        high = middle - 1;
    //判断上限
    } else {
        low = middle + 1;
    }
}
//若没有,则返回-1
return -1;

}

冒泡排序:

冒泡排序的基本思想是:设排序序列的记录个数为n,进行n-1次遍历,每次遍历从开始位置依次往后比较前后相邻元素,这样较大的元素往后移,n-1次遍历结束后,序列有序。
需要注意的是,如果在某次遍历中没有发生交换,那么就不必进行下次遍历,因为序列已经有序。代码实现如下:

public void bubbleSort(int[] array){

    boolean flag=true;
    for(int i=0;i<array.length-1&&flag;i++){
        //如果在某次遍历中没有发生交换,那么就不必再进行下次遍历,因为序列已经有序
        flag=false;
        for(int j=0;j<array.length-1-i;j++){
            if(array[j]>array[j+1]){
                int temp=array[i];
                array[j]=array[j+1];
                array[j+1]=temp;
                flag=true;
            }
        }
    }
}

简单选择排序:

简单选择排序的思想是:设排序序列的记录个数为n,每一轮进行n-2-i次选择,每次在n-i-1(i = 1,2,…,n-1)个记录中选择关键字最小的记录作为有效序列中的第i个记录。代码实现如下:

public void selectionSort(int[] array){
    for(int i=0;i<array.length-1;i++){
        int mink=i;
        //每次从未排序数组中找到最小值的坐标
        for(int j=i+1;j<array.length;j++){
            if(array[j]<array[mink]){
                mink=j;
            }
        }

        //将最小值放在最前面
        if(mink!=i){
            int temp=array[mink];
            array[mink]=array[i];
            array[i]=temp;
        }
    }
}

直接插入排序:

直接插入的思想是:是将一个记录插入到已排好序的有序表中,从而得到一个新的、记录数增1的有序表。

public void insertSort(int[] array){
    int j;
    for(int i=1;i<array.length;i++){
        int temp=array[i];
        j=i-1;
        while(j>-1&&temp<array[j]){
            array[j+1]=array[j];
            j--;
        }
        array[j+1]=temp;
    }
}

希尔排序:

希尔排序又称“缩小增量排序”,它是基于直接插入排序的以下两点性质而提出的一种改进:
(1) 直接插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时,效率高,即可以达到线性排序的效率。
(2) 直接插入排序一般来说是低效的,因为插入排序每次只能将数据移动一位

快速排序

快速排序的主要思想是:在待排序的序列中选择一个称为主元的元素,将数组分为两部分,使得第一部分中的所有元素都小于或等于主元,而第二部分中的所有元素都大于主元,然后对两部分递归地应用快速排序算法。

public void quickSort(int[] s,int left,int right){

    if(1<right){
        int i=left,j=right,temp=s[left];
        while(i<j){
            while(i<j&&s[j]>=temp){//从右向左找第一个小于temp的数
                j--;
            }
            if(i<j){
                s[i++]=s[j];
            }
            while(i<j&&s[i]<temp){//从左向右找第一个大于等于temp的数
                i++;
            }
            if(i<j){
                s[j--]=s[i];
            }
        }
        s[i]=temp;
        quickSort(s,left,i-1);//递归调用(分治法)
        quickSort(s,i+1,right);
    }
}

堆排序

在介绍堆排序之前首先需要了解堆的定义,n个关键字序列K1,K2,…,Kn称为堆,当且仅当该序列满足如下性质(简称为堆性质):(1) ki <= k(2i)且 ki <= k(2i+1) (1 ≤ i≤ n/2),当然,这是小根堆,大根堆则换成>=号。
如果将上面满足堆性质的序列看成是一个完全二叉树,则堆的含义表明,完全二叉树中所有的非终端节点的值均不大于(或不小于)其左右孩子节点的值。
堆排序的主要思想是:给定一个待排序序列,首先经过一次调整,将序列构建成一个大顶堆,此时第一个元素是最大的元素,将其和序列的最后一个元素交换,然后对前n-1个元素调整为大顶堆,再将其第一个元素和末尾元素交换,这样最后即可得到有序序列。

//参数:看作是完全二叉树,当前父节点位置,节点总数
public void heapify(int[] arrays,int currentRootNode,int size){

    if(currentRootNode<size){
        //左节点和右节点的位置
        int left=2*currentRootNode+1;
        int right=2*currentRootNode+2;

        //把当前父节点看成是最大的
        int max=currentRootNode;
        if(left<size){
            //如果比当前根元素要大,记录它的位置
            if(arrays[max]<arrays[left]){
                max=left;
            }
        }
        if(right<size){
            //如果比当前根元素要大,记录它的位置
            if(arrays[max]<arrays[right]){
                max=right;
            }
        }
        //如果最大的不是根元素位置,那么就交换
        if(max!=currentRootNode){
            int temp=arrays[max];
            arrays[max]=arrays[currentRootNode];
            arrays[currentRootNode]=temp;

            //继续比较,知道完成一次堆建
            heapify(arrays,max,arrays.length);
        }
    }
}

//完成一次建堆,最大值在堆的顶部(根节点)
public void maxHeapify(int[] arrays,int size){

    //从数组的尾部开始,直到第一个元素(角标为0)
    for(int i=size-1;i>=0;i--){
        heapify(arrays,i,size);
    }
}

for(int i=0;i<arrays.length;i++){

    //每次建堆就可以排除一个元素
    maxHeapify(arrays,arrays.length-i);

    //交换
    int temp=arrays[0];
    arrays[0]=arrays[arrays.length-1-i];
    arrays[length-1-i]=temp;
}

归并排序

归并排序 (merge sort) 是一类与插入排序、交换排序、选择排序不同的另一种排序方法。归并的含义是将两个或两个以上的有序表合并成一个新的有序表。它是一种稳定的排序,java.util.Arrays类中的sort方法就是使用归并排序的变体来实现的。

public void mergeSort(int[] arrays){

    if(arrays.length>1){
        sort(arrays,0,arrays.length);
    }
}

//归并排序
//将两个(或两个以上)有序表合并成一个新的有序表 即把待排序
//序列分为若干子序列,每个子序列是有序的.然后把有序子序列合并为
//整体有序序列
//传入待排序数组,输出有序数组
public int[] sort(int[] nums,int low,int high){
    int mid=(low+high)/2;
    if(low<high){
        //处理左边
        sort(nums,low,mid);
        //处理右边
        sort(nums,mid+1,high);
        //左右归并
        merge(nums,low,mid,high);
    }
    return nums;
}

public void merge(int[] nums,int low,int mid,int high){
    //定义一个辅助数组
    int[] temp=new int[high-low+1];
    int i=low;
    int j=mid+1;
    int k=0;
    //找出较小值元素放入temp数组中
    while(i<=mid&&j<=high){
        if(nums[i]<nums[j]){
            temp[k++]=nums[i++];
        }else{
            temp[k++]=nums[j++];
        }
    }
    //处理较长部分
    while(i<=mid){
        temp[k++]=nums[i++];
    }
    while(j<=high){
        temp[k++]=nums[j++];
    }
    //使用temp中的元素覆盖nums中的元素
    for(int k2=0;k2<temp.length;K2++){
        nums[k2+low]=temp[k2];
    }
}
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