常见算法总结 - 排序篇
本文总结了常见高频的关于排序的算法考察。
1.冒泡排序
冒泡排序的思想是元素两两比较，将较大或者较小的元素往一端进行移动
public static void bubble(int[] array) {
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j + 1 < array.length - i; j++) {
if (array[j] > array[j + 1]) {
int tmp = array[j];
array[j] = array[j + 1];
array[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
2.快速排序
快速排序的思想是随机选取一个数字，并以这个数字为临界点，将数组分成小于临界点的的子数组和大于临界点的子数组，并递归这个过程，即可实现最终的排序。
public static void quick(int[] array, int begin, int end) {
if (begin >= end) {
return;
}
int beginRange = begin;
int endRange = end;
int compareInt = array[begin];
begin++;
while (begin < end) {
if (array[end] > compareInt) {
end--;
continue;
}
if (array[begin] < compareInt) {
begin++;
continue;
}
int tmp = array[begin];
array[begin] = array[end];
array[end] = tmp;
}
if (array[beginRange] > array[begin]) {
int tmp = array[begin];
array[begin] = array[beginRange];
array[beginRange] = tmp;
}
quick(array, beginRange, begin - 1);
quick(array, end + 1, endRange);
return;
}
3.选择排序
选择排序的思想在于每一轮选择一个本轮的极大值，然后放入数组的尾部。最终可实现排序。
public static void selectSort(int[] array) {
if (array.length == 0) {
return;
}
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
int min = array[i];
int minIndex = i;
for (int j = i; j < array.length; j++) {
if (array[j] < min) {
min = array[j];
minIndex = j;
}
}
int tmp = array[i];
array[i] = min;
array[minIndex] = tmp;
}
}
4.归并排序
归并排序的思想在于先排序小的数组，再由小的数组合并成大数组，直到最后合并的数组大小是原数组的大小时，即完成了归并排序。
public static void sort(int[] array, int left, int right) {
//1.设置递归的base case
if (left == right) {
return;
}
//2.分别排两边
int mid = left + (right - left) / 2;
sort(array, left, mid);
sort(array, mid + 1, right);
//3.合并
merge(array, left, mid + 1, right);
}
public static void merge(int[] array, int leftPtr, int rightPtr, int rightBound) {
int mid = rightPtr - 1;
int[] temp = new int[rightBound - leftPtr + 1];
int i = leftPtr, j = rightPtr, k = 0;
while (i <= mid && j <= rightBound) {
temp[k++] = array[i] <= array[j] ? array[i++] : array[j++];
}
while (i <= mid) {
temp[k++] = array[i++];
}
while (j <= rightBound) {
temp[k++] = array[j++];
}
//不要忘了把temp数组复制到arr中
for (int m = 0; m < temp.length; m++) {
array[leftPtr + m] = temp[m];
}
}
5.桶排序
桶排序的思想在于，根据数组中的最大值和最小值的差值作为区间拆分为N个桶，将元素落入这些桶当中，进行排序再合并。
public static void bucketSort(int[] array){
int max = Integer.MIN_VALUE;
int min = Integer.MAX_VALUE;
for(int i = 0; i < array.length; i++){
max = Math.max(max, array[i]);
min = Math.min(min, array[i]);
}
//桶数
int bucketNum = (max - min) / array.length + 1;
ArrayList<ArrayList<Integer>> bucketArr = new ArrayList<>(bucketNum);
for(int i = 0; i < bucketNum; i++){
bucketArr.add(new ArrayList<Integer>());
}
//将每个元素放入桶
for(int i = 0; i < array.length; i++){
int num = (array[i] - min) / (array.length);
bucketArr.get(num).add(array[i]);
}
//对每个桶进行排序
for(int i = 0; i < bucketArr.size(); i++){
Collections.sort(bucketArr.get(i));
}
int k = 0;
for (int i = 0; i < bucketArr.size(); i++) {
for (Integer integer : bucketArr.get(i)) {
array[k++] = integer;
}
}
}
6.计数排序
计数排序为特殊的桶排序，一个桶的值区间为1。
public static int[] countSort(int[] array) {
if (array == null || array.length == 0) {
return null;
}
int max = Integer.MIN_VALUE;
int min = Integer.MAX_VALUE;
//找出数组中的最大最小值
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
max = Math.max(max, array[i]);
min = Math.min(min, array[i]);
}
int help[] = new int[max];
//找出每个数字出现的次数
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
int mapPos = array[i] - min;
help[mapPos]++;
}
int index = 0;
for (int i = 0; i < help.length; i++) {
while (help[i]-- > 0) {
array[index++] = i + min;
}
}
return array;
}
7.希尔排序
希尔排序的思想在于步长。先让元素从数组的一半作为步长，进行比较替换，再依次减小步长，当步长为0时，即完成排序。它主要的优势是避免冒泡排序每次交换步长为1的低效率。
public static void shellSort(int[] arr) {
//step:步长
for (int step = arr.length / 2; step > 0; step /= 2) {
//对一个步长区间进行比较 [step,arr.length)
for (int i = step; i < arr.length; i++) {
int value = arr[i];
int j;
//对步长区间中具体的元素进行比较
for (j = i - step; j >= 0 && arr[j] > value; j -= step) {
//j为左区间的取值，j+step为右区间与左区间的对应值。
arr[j + step] = arr[j];
}
//此时step为一个负数，[j + step]为左区间上的初始交换值
arr[j + step] = value;
}
}
}
笔者个人总结，如有错误之处望不吝指出。
本文转自我的个人博客:《CoderV的进阶笔记》
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