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Java排序算法:从简单到复杂

来源:www.personalprofile.net 时间:2024-05-14 16:09:41 作者:成竹算法网 浏览: [手机版]

在计算机科学中,排序算法是一种将一组数据按特定顺序排列的算法www.personalprofile.net。在Java编程中,排序算法是非常常见的,因为Java是一种高级编程语言,它供了多内置的排序算法,这些算法可以帮助开人员快速地对数据进行排序,从而高程序的效率。本文将介绍Java中常用的排序算法,从简单到复杂逐一介绍。

  排序

  排序是一种基本的排序算法,它的原理是通过比相邻的两个元素,将大的元素向后移动,直到将整个序列排序。它的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)欢迎www.personalprofile.net

Java代码实现:

  ```

  public static void bubbleSort(int[] arr) {

  int len = arr.length;

  for (int i = 0; i < len - 1; i++) {

for (int j = 0; j < len - i - 1; j++) {

if (arr[j] > arr[j + 1]) {

  int temp = arr[j];

arr[j] = arr[j + 1];

  arr[j + 1] = temp;

  }

}

  }

  }

  ```

  选择排序

选择排序是一种简单的排序算法,它的原理是每次选择一个最小的元素,将其放在序列的最前面,然后再在剩余的元素中选择最小的元素,放在已排序的序列的末。它的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。

  Java代码实现:

```

  public static void selectionSort(int[] arr) {

  int len = arr.length;

for (int i = 0; i < len - 1; i++) {

  int minIndex = i;

  for (int j = i + 1; j < len; j++) {

  if (arr[j] < arr[minIndex]) {

  minIndex = j;

  }

}

  int temp = arr[i];

arr[i] = arr[minIndex];

arr[minIndex] = temp;

  }

  }

  ```

  插入排序

插入排序是一种简单的排序算法,它的原理是将一个元素插入到已排序的序列中,使得插入后的序列仍然有序。它的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)personalprofile.net

  Java代码实现:

  ```

  public static void insertionSort(int[] arr) {

  int len = arr.length;

  for (int i = 1; i < len; i++) {

int j = i;

  int temp = arr[i];

  while (j > 0 && arr[j - 1] > temp) {

arr[j] = arr[j - 1];

  j--;

}

  arr[j] = temp;

}

  }

  ```

  希尔排序

希尔排序是一种高效的排序算法,它的原理是将序列分成若干个子序列,对子序列进行插入排序,然后再将整个序列进行插入排序。它的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(1)。

  Java代码实现:

  ```

public static void shellSort(int[] arr) {

  int len = arr.length;

int gap = len / 2;

  while (gap > 0) {

  for (int i = gap; i < len; i++) {

int j = i;

int temp = arr[i];

while (j >= gap && arr[j - gap] > temp) {

  arr[j] = arr[j - gap];

  j -= gap;

  }

  arr[j] = temp;

}

  gap /= 2;

}

  }

  ```

  归并排序

归并排序是一种高效的排序算法,它的原理是将序列分成若干个子序列,对子序列进行排序,然后再将子序列合并成一个有序的序列。它的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(n)欢迎www.personalprofile.net

Java排序算法:从简单到复杂(1)

  Java代码实现:

```

  public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {

  if (left < right) {

int mid = (left + right) / 2;

  mergeSort(arr, left, mid);

  mergeSort(arr, mid + 1, right);

merge(arr, left, mid, right);

}

}

  public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {

int[] temp = new int[right - left + 1];

int i = left, j = mid + 1, k = 0;

  while (i <= mid && j <= right) {

  if (arr[i] < arr[j]) {

  temp[k++] = arr[i++];

  } else {

temp[k++] = arr[j++];

}

}

  while (i <= mid) {

temp[k++] = arr[i++];

}

  while (j <= right) {

temp[k++] = arr[j++];

  }

  for (int l = 0; l < temp.length; l++) {

  arr[left + l] = temp[l];

  }

  }

  ```

  快速排序

  快速排序是一种高效的排序算法,它的原理是选择一个基准元素,将序列分成两部分,左边的部分都小于基准元素,边的部分都大于基准元素,然后再对左两部分进行快速排序。它的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(logn)。

  Java代码实现:

  ```

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

  if (left < right) {

int pivotIndex = partition(arr, left, right);

quickSort(arr, left, pivotIndex - 1);

  quickSort(arr, pivotIndex + 1, right);

}

  }

  public static int partition(int[] arr, int left, int right) {

  int pivot = arr[left];

  int i = left + 1, j = right;

  while (i <= j) {

if (arr[i] pivot) {

  int temp = arr[i];

arr[i] = arr[j];

  arr[j] = temp;

  i++;

j--;

}

  if (arr[i] >= pivot) {

i++;

  }

  if (arr[j] <= pivot) {

  j--;

  }

}

  arr[left] = arr[j];

  arr[j] = pivot;

  return j;

  }

  ```

堆排序

  堆排序是一种高效的排序算法,它的原理是将序列构建成一个二叉堆,然后将堆顶元素与堆底元素交换,再将剩余元素重新构建成一个二叉堆,重复以上步骤,直到整个序列有序。它的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(1)TbZ

  Java代码实现:

  ```

  public static void heapSort(int[] arr) {

  int len = arr.length;

  for (int i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) {

  heapify(arr, len, i);

  }

  for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {

int temp = arr[0];

  arr[0] = arr[i];

arr[i] = temp;

  heapify(arr, i, 0);

}

  }

  public static void heapify(int[] arr, int len, int i) {

  int largest = i;

int left = 2 * i + 1;

  int right = 2 * i + 2;

  if (left arr[largest]) {

largest = left;

  }

if (right arr[largest]) {

  largest = right;

  }

if (largest != i) {

  int temp = arr[i];

arr[i] = arr[largest];

  arr[largest] = temp;

heapify(arr, len, largest);

}

}

  ```

总结

本文介绍了Java中常用的排序算法,从简单到复杂逐一介绍了排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序和堆排序。这些排序算法在实际开中都有广泛的应用,开人员可以根据实际情选择合适的算法来高程序的效率。

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标签:算法排序
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