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选择、冒泡、快排、归并、桶排序

选择、冒泡、快排、归并、桶排序

作者: 粑粑八成 | 来源:发表于2021-03-21 09:34 被阅读0次

    几种排序算法总结:

    选择排序-简单选择排序

    基本思想:在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第1个位置的数交换;然后在剩下的数当中再找最小的与第2个位置的数交换,依次类推,直到第n-1个元素和第n个元素比较为止。

    简单选择排序的改进——二元选择排序

    简单选择排序,每趟循环只能确定一个元素排序后的定位。我们可以考虑改进为每趟循环确定两个元素(当前趟最大和最小记录)的位置,从而减少排序所需的循环次数。改进后对n个数据进行排序,最多只需进行[n/2]趟循环即可。

    java实现

    public class SelectSort {
    
      public static void main(String[] args) {
    //    int[] array = {3, 9, -1, 10, 20};
    //    sort(array);
    //    System.out.println(Arrays.toString(array));
    
        int[] array = new int[80000];
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
          array[i] = (int) (Math.random() * 80000);
        }
        Instant inst1 = Instant.now();
        sort(array);
        Instant inst2 = Instant.now();
        System.out.println("时间" + Duration.between(inst1, inst2).getSeconds());
      }
    
      static void sort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
          int temp = array[i];
          int tempMinIndex = i;
          for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
            if (array[tempMinIndex] > array[j]) {
              tempMinIndex = j;
              temp = array[j];
            }
            if (tempMinIndex != i) {
    //          temp = array[tempMinIndex];
              array[tempMinIndex] = array[i];
              array[i] = temp;
            }
          }
    //      System.out.println("第" + i + "次排序,结果为" + Arrays.toString(array));
        }
      }
    }
    

    js实现:

     function selectionSort(arr) {
        for (var i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            var index = i; //index做指针,指向当前i位置之后(包括i)的最小的数的下标
            var temp;
            for (var j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] < arr[index]) {
                    index = j;  
                }   
            }
            temp = arr[index];
            arr[index] = arr[i];
            arr[i] = temp;
        }
    
        return arr; 
     }
    

    交换排序-冒泡排序

    实现思路:相邻两两比较交换

    java实现

    public class BubbleSort {
    
      public static void main(String[] args) {
    //    int[] array = {3, 9, -1, 10, 20};
    //    sort(array);
    //    System.out.println(Arrays.toString(array));
    
      }
      static void sort(int[] array) {
        int temp;
        boolean flag = false;
        for (int i = 0; i < array.length -1; i++) {
          // 0至array.length -1 -i是还未处理完的的,剩下的是筛选出来的
          for (int j = 0; j < array.length -1 -i; j++) {
            if(array[j] > array[j + 1]) {
              flag = true;
              temp = array[j];
              array[j] = array[j+1];
              array[j+1] = temp;
            }
          }
          // 因为比较的传递性,前一个都比后一个小的话,就不用再继续比较了
          if(!flag) {
            break;
          } else {
            flag = false;
          }
          System.out.println("第" + i + "次排序,结果为" + Arrays.toString(array));
        }
      }
    }
    

    js实现:

    function bubbleSort (arr) {
      for (var i = 0; i < arr.length-1; i++) {
          for (var j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
              if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                  var temp = arr[j];
                  arr[j] = arr[j + 1];
                  arr[j + 1] = temp;
              }
          }
      }
      return arr;
    }
    

    交换排序-快速排序(直接看菜鸟教程,是先序遍历的递归,找到基准值的下标,然后以下标为界,左右递归)

    思路:递归进行分组;以left下标所对应的值为base值,然后从右往左找,找到比base小的就把值赋给left(left已经被存在base里了),此时换方向,从左往右找,找到比base大的值就赋值给right(right已经赋值给left了);最后left==right了,再把base值赋值给left和right重合的地方

    java实现

     public static void main(String[] args) {
    //    int[] arr = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
    //    sort(arr, 0, arr.length - 1);
    //    System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
        int[] array = new int[80000];
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
          array[i] = (int) (Math.random() * 80000);
        }
        LocalDateTime localDateTime1 = LocalDateTime.now();
        System.out.println("执行前" + localDateTime1.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-DD "
            + "HH-mm-ss-SSS")));
        sort(array, 0, array.length - 1);
    
        LocalDateTime localDateTime2 = LocalDateTime.now();
        System.out.println("执行后" + localDateTime2.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-DD "
            + "HH-mm-ss-SSS")));
      }
    
      static void sort(int[] arr, int left, int right) {
        if (left < right) {
          int base = arr[left];
          int l = left;
          int r = right;
          while (l < r) {
            while (arr[r] >= base && l < r) {
              r--;
            }
            arr[l] = arr[r];
    
            while (arr[l] < base && l < r) {
              l++;
            }
            arr[r] = arr[l];
          }
          arr[l] = base;
          sort(arr, left, l-1);
          sort(arr, l + 1, right);
        }
      }
    }
    

    javascript实现:

    function division (arr, left, right) {
      var base = arr[left];
      while (left < right) {
          while (arr[right] >= base && left < right) {
            right--;
          }
          arr[left] = arr[right];
          while (arr[left] <= base && left < right) {
              left++;
          }
          arr[right] = arr[left];
      }
      arr[left] = base;
      return left;
    
    }
    
    function quickSort (arr, left, right) {
      if (left < right) {
          var baseIndex = division(arr, left, right);
          quickSort(arr, left, baseIndex - 1);
          quickSort(arr, baseIndex + 1, right);
      }
      return arr;
    }
    

    归并排序,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。

    将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并

    思路:后序遍历思想(递归),拆分至最底层,然后合并。有序链表的合并。temp作为临时数组,把排序的数据放到temp中(temp数组是必须的),然后copy给原数组

    public class MergeSort {
    
      public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
        int[] temp = new int[arr.length];
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
        System.out.println(Arrays.toString(temp));
      }
    
      static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        int mid = (left + right)/2;
        if(left < right) {
          mergeSort(arr, left, mid, temp);
          mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);
          // 两个有序链表的合并
          merge(arr, left, mid, right, temp);
        }
      }
    
      static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {
        int leftIndex = left;
        int tempIndex = left;
        int rightIndex = mid + 1;
        while (leftIndex < mid + 1 && rightIndex < right+1) {
          if (arr[leftIndex] < arr[rightIndex]) {
            temp[tempIndex] = arr[leftIndex];
            leftIndex++;
          } else {
            temp[tempIndex] = arr[rightIndex];
            rightIndex++;
          }
          tempIndex++;
        }
    
        if(leftIndex == mid + 1 && rightIndex < right+1) {
          for(int i = rightIndex; i < right +1; i++) {
            temp[tempIndex] = arr[i];
            tempIndex++;
          }
        }
    
        if(leftIndex < mid +1 && rightIndex == right + 1) {
          for(int i = leftIndex; i < mid +1; i++) {
         temp[tempIndex] = arr[i];
            tempIndex++;
          }
        }
        // 将temp copy给原数组
        int tempLeft = left;
        while (tempLeft < right +1) {
          arr[tempLeft] = temp[tempLeft];
          tempLeft++;
        }
      }
    

    基数排序(桶排序)

    不太好描述,就不写了

    public class RadixSort {
    
      public static void main(String[] args) {
    //    int[] arr = {53, 3, 542, 748, 14, 214};
    //    sort(arr);
    //    System.out.println(Arrays.toString(arr));
        int[] array = new int[80000];
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
          array[i] = (int) (Math.random() * 80000);
        }
        LocalDateTime localDateTime1 = LocalDateTime.now();
        System.out.println("执行前" + localDateTime1.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-DD "
            + "HH-mm-ss-SSS")));
        sort(array);
    
        LocalDateTime localDateTime2 = LocalDateTime.now();
        System.out.println("执行后" + localDateTime2.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-DD "
            + "HH-mm-ss-SSS")));
    
      }
    
      static void sort(int[] arr) {
        // 定义一个二维数组,表示10个桶
        int[][] bucket = new int[10][arr.length];
        // 记录每个桶的下标
        int[] bucketElements = new int[10];
    
        // 记录最大数,为了获得最大的位数
        int max = arr[0];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
          if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
          }
        }
    
        for (int l = 1; l < max; l=l*10) {
          // 记录位数
          int digit = 0;
          for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            digit = arr[j]/l% 10;
            bucket[digit][bucketElements[digit]] = arr[j];
            bucketElements[digit] += 1;
          }
    
          int tempIndex = 0;
          for (int i = 0; i < bucketElements.length; i++) {
            if (bucketElements[i] != 0) {
              for (int j = 0; j < bucketElements[i]; j++) {
                arr[tempIndex] = bucket[i][j];
                tempIndex++;
              }
              bucketElements[i] = 0;
            }
          }
        }
      }
    }
    

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