Java循环语句怎么用?经典排序算法见真知

Java中循环语句的使用,莫过于在排序算法中使用得最为经典。

排序算法非常的多,不过大体可以分为两种:

一种是比较排序,主要有:冒泡排序,选择排序,插入排序,归并排序,堆排序,快速排序等。

另一种是非比较排序,主要有:计数排序,基数排序,桶排序等。本文主要讲解三大经典比较排序,了解其排序思想及代码实现。

下面通过对冒泡排序,选择排序,插入排序分析。使用最简洁最经典的循环语句实现对数据的排序。

一、冒泡排序(BubbleSort)

冒泡排序的原理:比较两个相邻的元素,将值大的元素交换至右端。

冒泡排序的基本思路:依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。

第一趟比较完成后,最后一个数一定是数组中最大的一个数,所以第二趟比较的时候最后一个数不参与比较;

第二趟比较完成后,倒数第二个数也一定是数组中第二大的数,所以第三趟比较的时候最后两个数不参与比较;

依次类推,每一趟比较次数-1;

……

图解分析:

Java代码实现:

 1     public static void bubbleSort(int[] arr) {
 2         for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
 3             for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++) {    //内层冒泡选择较大的值
 4                 if(arr[j+1]<arr[j]) {    //判断后面的数是否比前面的数小,如果小,往前移动
 5                     int  temp=arr[j];
 6                     arr[j]=arr[j+1];
 7                     arr[j+1]=temp;
 8                 }
 9             }
10         }
11     }

 

二、选择排序(SelectSort)

选择排序的原理:每一趟从待排序的记录中选出最小的元素,顺序放在已排好序的序列最后,直到全部记录排序完毕。也就是:每一趟在n-i+1(i=1,2,…n-1)个记录中选取关键字最小的记录作为有序序列中第i个记录。基于此思想的算法主要有简单选择排序、树型选择排序和堆排序。(这里只介绍常用的简单选择排序)

简单选择排序的基本思想:给定数组:int[] arr={里面n个数据};第1趟排序,在待排序数据arr[1]~arr[n]中选出最小的数据,将它与arrr[1]交换;第2趟,在待排序数据arr[2]~arr[n]中选出最小的数据,将它与r[2]交换;以此类推,第i趟在待排序数据arr[i]~arr[n]中选出最小的数据,将它与r[i]交换,直到全部排序完成。

图解分析:

Java代码实现:

 1     public static void selectSort(int[] arr) {
 2         for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
 3             int k=i;    //假设arr[0]为最小值
 4             for(int j=k+1;j<arr.length;j++) {        //内层选择当前序列最小值
 5                 if(arr[j]<arr[k])    {    //判断后面的数是否比前面的数小,如果小,k下标标志刷新
 6                     k=j;
 7                 }
 8             }
 9             if(i!=k) {    //如果当前的值下标非i为k,则进行进行交换下标为i与k的值(当前处于外层循环)
10                 int temp=arr[i];
11                 arr[i]=arr[k];
12                 arr[k]=temp;
13             }
14         }
15     }
16 }

 

三、插入排序(InsertSort)

直接插入排序的原理:对于给定的一个数组,初始时假设第一个记录自成一个有序序列,其余记录为无序序列。接着从第二个记录开始,按照记录的大小依次将当前处理的记录插入到其之前的有序序列中,直至最后一个记录插入到有序序列中为止。

 图解分析:

Java代码实现:

 1     public static void insertSort(int[] arr) {
 2         for(int i=1;i<arr.length;i++) {    //外层循环,从arr[1]开始
 3             for(int j=i;j>0;j--) {    //内层循环
 4                 if(arr[j]<arr[j-1]) {    //后面无序数依次比较已成序的数值,如果小,则交换顺序
 5                     int temp=arr[j-1];
 6                     arr[j-1]=arr[j];
 7                     arr[j]=temp;
 8                 }
 9             }
10         }
11     }

 

最后我把三大排序算法写入一个Sort类中:

 1 public class Sort {
 2 
 3  //冒泡排序方法 
 4     public static void bubbleSort(int[] arr) {
 5         for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
 6             for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++) {    //内层冒泡选择较大的值
 7                 if(arr[j+1]<arr[j]) {    //判断后面的数是否比前面的数小,如果小,往前移动
 8                     int  temp=arr[j];
 9                     arr[j]=arr[j+1];
10                     arr[j+1]=temp;
11                 }
12             }
13         }
14         for (int i : arr) {
15             System.out.print(i+" ");
16         }
17     }
18 
19     //选择排序方法
20     public static void selectSort(int[] arr) {
21         for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
22             int k=i;    //假设arr[0]为最小值
23             for(int j=k+1;j<arr.length;j++) {        //内层选择当前序列最小值
24                 if(arr[j]<arr[k])    {    //判断后面的数是否比前面的数小,如果小,k下标标志刷新
25                     k=j;
26                 }
27             }
28             if(i!=k) {    //如果当前的值下标非i为k,则进行进行交换下标为i与k的值(当前处于外层循环)
29                 int temp=arr[i];
30                 arr[i]=arr[k];
31                 arr[k]=temp;
32             }
33         }
34         for (int i : arr) {
35             System.out.print(i+" ");
36         }
37     }
38 
39  //插入排序方法 
40     public static void insertSort(int[] arr) {
41         for(int i=1;i<arr.length;i++) {    //外层循环,从arr[1]开始
42             for(int j=i;j>0;j--) {    //内层循环
43                 if(arr[j]<arr[j-1]) {    //后面无序数依次比较已成序的数值,如果小,则交换顺序
44                     int temp=arr[j-1];
45                     arr[j-1]=arr[j];
46                     arr[j]=temp;
47                 }
48             }
49         }
50         for (int i : arr) {
51             System.out.print(i+" ");
52         }
53     }
54 } 

 

接下来,书写一个Test类:

 1 public class Test {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int[] arr=new int[] {9,6,11,4,3,1,7};    //此数组可自行更改
 4         System.out.println("原数组为:");
 5         for (int i : arr) {
 6             System.out.print(i+" ");
 7         }
 8         System.out.println("\n使用冒泡排序的结果为:");
 9         Sort.bubbleSort(arr);        //调用Sort类的bubbleSort()方法
10         System.out.println("\n使用选择排序的结果为:");
11         Sort.selectSort(arr);        //调用Sort类的selectSort()方法
12         System.out.println("\n使用插入排序的结果为:");
13         Sort.insertSort(arr);        //调用Sort类的insertSort()方法
14     }
15 }

测试结果:

原数组为:
9 6 11 4 3 1 7
使用冒泡排序的结果为:
1 3 4 6 7 9 11
使用选择排序的结果为:
1 3 4 6 7 9 11
使用插入排序的结果为:
1 3 4 6 7 9 11

 

posted @ 2018-10-30 16:25  Loober  阅读(1199)  评论(0编辑  收藏  举报