【Java基础】数组和算法
数组和算法
查找算法
线性查找
...
二分查找
二分查找要求数据结构是有序的。
package com.parzulpan.java.ch03;
/**
* @Author : parzulpan
* @Time : 2020-11-17
* @Desc : 二分查找
*/
public class BinaryFind {
public static boolean binaryFind(int[] arr, int number) {
boolean isFlag = false;
int start = 0, end = arr.length - 1;
while (start <= end) {
int mid = (start + end) / 2;
if (arr[mid] == number) {
isFlag = true;
break;
} else if (arr[mid] > number) {
end = mid - 1;
} else {
start = mid + 1;
}
}
return isFlag;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{-99, -54, -2, 0, 2, 33, 43, 256, 999};
System.out.println(binaryFind(arr, 256));
System.out.println(binaryFind(arr, 1342));
}
}
排序算法
排序：假设含有 n 个记录的序列为 {R1，R2，...,Rn}，其相应的关键字序列为 {K1，K2，...,Kn}。将这些记录重新排序为 {Ri1,Ri2,...,Rin}，使得相应的关键字值满足条 Ki1<=Ki2<=...<=Kin，这样的一种操作称为排序。
通常来说，排序的目的是快速查找。
衡量排序算法的优劣：
- 时间复杂度：分析关键字的比较次数和记录的移动次数；
- 空间复杂度：分析排序算法中需要多少辅助内存；
- 稳定性：若两个记录 A 和 B 的关键字值相等，但排序后 A、B 的先后次序保持不变，则称这种排序算法是稳定的。
排序算法分类：
- 内部排序：整个排序过程不需要借助于外部存储器（如磁盘等），所有排序操作都在内存中完成；
- 外部排序：参与排序的数据非常多，数据量非常大，计算机无法把整个排序过程放在内存中完成，必须借助于外部存储器（如磁盘）。外部排序最常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。
内部排序算法：
- 选择排序：直接选择排序、堆排序；
- 交换排序：冒泡排序、快速排序；
- 插入排序：直接插入排序、折半插入排序、希尔排序；
- 归并排序；
- 桶排序；
- 基数排序。
其中，快速排序、直接选择排序、希尔排序和堆排序是不稳定排序。
！待更新
排序算法性能对比：
| 排序方法 | 平均时间复杂度 | 平均时间复杂度 | 平均时间复杂度 | 空间复杂度 | 稳定性 |
|---|---|---|---|---|---|
| 直接选择排序 | O(n^2) |
O(n^2) |
O(n^2) |
O(1) |
不稳定 |
| 堆排序 | O(nlog2n) |
O(nlog2n) |
O(nlog2n) |
O(1) |
不稳定 |
| 冒泡排序 | O(n^2) |
O(n^2) |
O(n) |
O(1) |
稳定 |
| 快速排序 | O(nlog2n) |
O(n^2) |
O(nlog2n) |
O(nlog2n) |
不稳定 |
| 直接插入排序 | O(n^2) |
O(n^2) |
O(n) |
O(1) |
稳定 |
| 直接选择排序 | O(n^2) |
O(n^2) |
O(n^2) |
O(1) |
不稳定 |
| 直接选择排序 | O(n^2) |
O(n^2) |
O(n^2) |
O(1) |
不稳定 |
| 直接选择排序 | O(n^2) |
O(n^2) |
O(n^2) |
O(1) |
不稳定 |
| 直接选择排序 | O(n^2) |
O(n^2) |
O(n^2) |
O(1) |
不稳定 |
| 直接选择排序 | O(n^2) |
O(n^2) |
O(n^2) |
O(1) |
不稳定 |
排序算法性能比较：
排序算法的选择：
Arrays 工具类
java.util.Arrays 类即为操作数组的工具类，包含了用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。
常见方法：
| 方法 | 说明 |
|---|---|
boolean equals(int[] a,int[] b) |
判断两个数组是否相等。 |
String toString(int[] a) |
输出数组信息。 |
void fill(int[] a,int val) |
将指定值填充到数组之中。 |
void sort(int[] a) |
对数组进行排序。 |
int binarySearch(int[] a,int key) |
对排序后的数组进行二分法检索指定的值。 |
package com.parzulpan.java.ch03;
import java.util.Arrays;
/**
* @Author : parzulpan
* @Time : 2020-11-17
* @Desc : Arrays 工具类的常用方法
*/
public class ArraysTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arr1 = new int[]{1, 2, 3, 4};
int[] arr2 = new int[]{1, 3, 2, 4};
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
int[] arr3 = new int[]{1, 2, 3, 4};
Arrays.fill(arr3, 10);
System.out.println(Arrays.toString(arr3));
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
int[] arr4 = new int[]{-99, -54, -2, 0, 2, 33, 43, 256, 999};
int index = Arrays.binarySearch(arr4, 239);
if (index < 0) {
System.out.println("arr4 中不存在 " + 239);
}
}
}
练习和总结
！待更新
