《漫画算法》源码整理-5 排序算法
作者：互联网
冒泡排序
import java.util.Arrays;
public class BubbleSort {
public static void sort(int array[])
{
int tmp = 0;
//记录最后一次交换的位置
int lastExchangeIndex = 0;
//无序数列的边界，每次比较只需要比到这里为止
int sortBorder = array.length - 1;
for(int i = 0; i < array.length; i++)
{
//有序标记，每一轮的初始是true
boolean isSorted = true;
for(int j = 0; j < sortBorder; j++)
{
if(array[j] > array[j+1])
{
tmp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = tmp;
//有元素交换，所以不是有序，标记变为false
isSorted = false;
//把无序数列的边界更新为最后一次交换元素的位置
lastExchangeIndex = j;
}
}
sortBorder = lastExchangeIndex;
if(isSorted){
break;
}
}
}
public static void main(String[] args){
int[] array = new int[]{3,4,2,1,5,6,7,8};
sort(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
鸡尾酒排序
import java.util.Arrays;
public class CockTailSort {
public static void sort(int array[])
{
int tmp = 0;
for(int i=0; i<array.length/2; i++)
{
//有序标记，每一轮的初始是true
boolean isSorted = true;
//奇数轮，从左向右比较和交换
for(int j=i; j<array.length-i-1; j++)
{
if(array[j] > array[j+1])
{
tmp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = tmp;
//有元素交换，所以不是有序，标记变为false
isSorted = false;
}
}
if(isSorted){
break;
}
//偶数轮之前，重新标记为true
isSorted = true;
//偶数轮，从右向左比较和交换
for(int j=array.length-i-1; j>i; j--)
{
if(array[j] < array[j-1])
{
tmp = array[j];
array[j] = array[j-1];
array[j-1] = tmp;
//有元素交换，所以不是有序，标记变为false
isSorted = false;
}
}
if(isSorted){
break;
}
}
}
public static void main(String[] args){
int[] array = new int[]{2,3,4,5,6,7,8,1};
sort(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
快速排序
import java.util.Arrays;
public class QuickSort {
public static void quickSort(int[] arr, int startIndex, int endIndex) {
// 递归结束条件：startIndex大等于endIndex的时候
if (startIndex >= endIndex) {
return;
}
// 得到基准元素位置
int pivotIndex = partition(arr, startIndex, endIndex);
// 根据基准元素，分成两部分递归排序
quickSort(arr, startIndex, pivotIndex - 1);
quickSort(arr, pivotIndex + 1, endIndex);
}
/**
* 分治（双边循环法）
* @param arr 待交换的数组
* @param startIndex 起始下标
* @param endIndex 结束下标
*/
private static int partition(int[] arr, int startIndex, int endIndex) {
// 取第一个位置的元素作为基准元素（也可以选择随机位置）
int pivot = arr[startIndex];
int left = startIndex;
int right = endIndex;
while( left != right) {
//控制right指针比较并左移
while(left<right && arr[right] > pivot){
right--;
}
//控制left指针比较并右移
while( left<right && arr[left] <= pivot) {
left++;
}
//交换left和right指向的元素
if(left<right) {
int p = arr[left];
arr[left] = arr[right];
arr[right] = p;
}
}
//pivot和指针重合点交换
arr[startIndex] = arr[left];
arr[left] = pivot;
return left;
}
/**
* 分治（单边循环法）
* @param arr 待交换的数组
* @param startIndex 起始下标
* @param endIndex 结束下标
*/
private static int partitionV2(int[] arr, int startIndex, int endIndex) {
// 取第一个位置的元素作为基准元素（也可以选择随机位置）
int pivot = arr[startIndex];
int mark = startIndex;
for(int i=startIndex+1; i<=endIndex; i++){
if(arr[i]<pivot){
mark ++;
int p = arr[mark];
arr[mark] = arr[i];
arr[i] = p;
}
}
arr[startIndex] = arr[mark];
arr[mark] = pivot;
return mark;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] {4,4,6,5,3,2,8,1};
quickSort(arr, 0, arr.length-1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
使用栈快速排序
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Stack;
public class QuickSortWithStack {
public static void quickSort(int[] arr, int startIndex, int endIndex) {
// 用一个集合栈来代替递归的函数栈
Stack<Map<String, Integer>> quickSortStack = new Stack<Map<String, Integer>>();
// 整个数列的起止下标，以哈希的形式入栈
Map rootParam = new HashMap();
rootParam.put("startIndex", startIndex);
rootParam.put("endIndex", endIndex);
quickSortStack.push(rootParam);
// 循环结束条件：栈为空时结束
while (!quickSortStack.isEmpty()) {
// 栈顶元素出栈，得到起止下标
Map<String, Integer> param = quickSortStack.pop();
// 得到基准元素位置
int pivotIndex = partition(arr, param.get("startIndex"), param.get("endIndex"));
// 根据基准元素分成两部分, 把每一部分的起止下标入栈
if(param.get("startIndex") < pivotIndex -1){
Map<String, Integer> leftParam = new HashMap<String, Integer>();
leftParam.put("startIndex", param.get("startIndex"));
leftParam.put("endIndex", pivotIndex -1);
quickSortStack.push(leftParam);
}
if(pivotIndex + 1 < param.get("endIndex")){
Map<String, Integer> rightParam = new HashMap<String, Integer>();
rightParam.put("startIndex", pivotIndex + 1);
rightParam.put("endIndex", param.get("endIndex"));
quickSortStack.push(rightParam);
}
}
}
/**
* 分治（单边循环法）
* @param arr 待交换的数组
* @param startIndex 起始下标
* @param endIndex 结束下标
*/
private static int partition(int[] arr, int startIndex, int endIndex) {
// 取第一个位置的元素作为基准元素（也可以选择随机位置）
int pivot = arr[startIndex];
int mark = startIndex;
for(int i=startIndex+1; i<=endIndex; i++){
if(arr[i]<pivot){
mark ++;
int p = arr[mark];
arr[mark] = arr[i];
arr[i] = p;
}
}
arr[startIndex] = arr[mark];
arr[mark] = pivot;
return mark;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] {4,7,6,5,3,2,8,1};
quickSort(arr, 0, arr.length-1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
堆排序
import java.util.Arrays;
public class HeapSort {
/**
* 下沉调整
* @param array 待调整的堆
* @param parentIndex 要下沉的父节点
* @param length 堆的有效大小
*/
public static void downAdjust(int[] array, int parentIndex, int length) {
// temp保存父节点值，用于最后的赋值
int temp = array[parentIndex];
int childIndex = 2 * parentIndex + 1;
while (childIndex < length) {
// 如果有右孩子，且右孩子大于左孩子的值，则定位到右孩子
if (childIndex + 1 < length && array[childIndex + 1] > array[childIndex]) {
childIndex++;
}
// 如果父节点大于等于任何一个孩子的值，直接跳出
if (temp >= array[childIndex])
break;
//无需真正交换，单向赋值即可
array[parentIndex] = array[childIndex];
parentIndex = childIndex;
childIndex = 2 * childIndex + 1;
}
array[parentIndex] = temp;
}
/**
* 堆排序(升序)
* @param array 待调整的堆
*/
public static void heapSort(int[] array) {
// 1.把无序数组构建成最大堆。
for (int i = (array.length-2)/2; i >= 0; i--) {
downAdjust(array, i, array.length);
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
// 2.循环交换集合尾部元素到堆顶，并调节堆产生新的堆顶。
for (int i = array.length - 1; i > 0; i--) {
// 最后一个元素和第一元素进行交换
int temp = array[i];
array[i] = array[0];
array[0] = temp;
// 下沉调整最大堆
downAdjust(array, 0, i);
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] {1,3,2,6,5,7,8,9,10,0};
heapSort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
桶排序
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
public class BucketSort {
public static double[] bucketSort(double[] array){
//1.得到数列的最大值和最小值，并算出差值d
double max = array[0];
double min = array[0];
for(int i=1; i<array.length; i++) {
if(array[i] > max) {
max = array[i];
}
if(array[i] < min) {
min = array[i];
}
}
double d = max - min;
//2.初始化桶
int bucketNum = array.length;
ArrayList<LinkedList<Double>> bucketList = new ArrayList<LinkedList<Double>>(bucketNum);
for(int i = 0; i < bucketNum; i++){
bucketList.add(new LinkedList<Double>());
}
//3.遍历原始数组，将每个元素放入桶中
for(int i = 0; i < array.length; i++){
int num = (int)((array[i] - min) * (bucketNum-1) / d);
bucketList.get(num).add(array[i]);
}
//4.对每个桶内部进行排序
for(int i = 0; i < bucketList.size(); i++){
//JDK底层采用了归并排序或归并的优化版本
Collections.sort(bucketList.get(i));
}
//5.输出全部元素
double[] sortedArray = new double[array.length];
int index = 0;
for(LinkedList<Double> list : bucketList){
for(double element : list){
sortedArray[index] = element;
index++;
}
}
return sortedArray;
}
public static void main(String[] args) {
double[] array = new double[] {4.12,6.421,0.0023,3.0,2.123,8.122,4.12, 10.09};
double[] sortedArray = bucketSort(array);
System.out.println(Arrays.toString(sortedArray));
}
}
计数排序
import java.util.Arrays;
public class CountSort {
public static int[] countSort(int[] array) {
//1.得到数列的最大值
int max = array[0];
for(int i=1; i<array.length; i++){
if(array[i] > max){
max = array[i];
}
}
//2.根据数列最大值确定统计数组的长度
int[] countArray = new int[max+1];
//3.遍历数列，填充统计数组
for(int i=0; i<array.length; i++){
countArray[array[i]]++;
}
//4.遍历统计数组，输出结果
int index = 0;
int[] sortedArray = new int[array.length];
for(int i=0; i<countArray.length; i++){
for(int j=0; j<countArray[i]; j++){
sortedArray[index++] = i;
}
}
return sortedArray;
}
public static int[] countSortV2(int[] array) {
//1.得到数列的最大值和最小值，并算出差值d
int max = array[0];
int min = array[0];
for(int i=1; i<array.length; i++) {
if(array[i] > max) {
max = array[i];
}
if(array[i] < min) {
min = array[i];
}
}
int d = max - min;
//2.创建统计数组并统计对应元素个数
int[] countArray = new int[d+1];
for(int i=0; i<array.length; i++) {
countArray[array[i]-min]++;
}
//3.统计数组做变形，后面的元素等于前面的元素之和
for(int i=1;i<countArray.length;i++) {
countArray[i] += countArray[i-1];
}
//4.倒序遍历原始数列，从统计数组找到正确位置，输出到结果数组
int[] sortedArray = new int[array.length];
for(int i=array.length-1;i>=0;i--) {
sortedArray[countArray[array[i]-min]-1]=array[i];
countArray[array[i]-min]--;
}
return sortedArray;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[] {4,4,6,5,3,2,8,1,7,5,6,0,10};
int[] sortedArray = countSort(array);
System.out.println(Arrays.toString(sortedArray));
array = new int[] {95,94,91,98,99,90,99,93,91,92};
sortedArray = countSort(array);
System.out.println(Arrays.toString(sortedArray));
}
}
标签：endIndex,int,startIndex,param,算法,源码,漫画,array,public 来源： https://blog.csdn.net/GarfieldEr007/article/details/122286583