- package sort;
- import java.util.Random;
- /**
- * 排序測試類
- *
- * 排序算法的分類如下: 1.插入排序(直接插入排序、折半插入排序、希爾排序); 2.交換排序(冒泡泡排序、快速排序);
- * 3.選擇排序(直接選擇排序、堆排序); 4.歸併排序; 5.基數排序。
- *
- * 關於排序方法的選擇: (1)若n較小(如n≤50),可採用直接插入或直接選擇排序。
- * 當記錄規模較小時,直接插入排序較好;否則因爲直接選擇移動的記錄數少於直接插人,應選直接選擇排序爲宜。
- * (2)若文件初始狀態基本有序(指正序),則應選用直接插人、冒泡或隨機的快速排序爲宜;
- * (3)若n較大,則應採用時間複雜度爲O(nlgn)的排序方法:快速排序、堆排序或歸併排序。
- *
- */
- /**
- * @corporation 北京環亞
- * @author HDS
- * @date Nov 19, 2009 10:43:44 AM
- * @path sort
- * @description JAVA排序彙總
- */
- public class SortTest {
- // //////==============================產生隨機數==============================///////////////////
- /**
- * @description 生成隨機數
- * @date Nov 19, 2009
- * @author HDS
- * @return int[]
- */
- public int[] createArray() {
- Random random = new Random();
- int[] array = new int[10];
- for (int i = 0; i < 10; i++) {
- array[i] = random.nextInt(100) - random.nextInt(100);// 生成兩個隨機數相減,保證生成的數中有負數
- }
- System.out.println("==========原始序列==========");
- printArray(array);
- return array;
- }
- /**
- * @description 打印出隨機數
- * @date Nov 19, 2009
- * @author HDS
- * @param data
- */
- public void printArray(int[] data) {
- for (int i : data) {
- System.out.print(i + " ");
- }
- System.out.println();
- }
- /**
- * @description 交換相鄰兩個數
- * @date Nov 19, 2009
- * @author HDS
- * @param data
- * @param x
- * @param y
- */
- public void swap(int[] data, int x, int y) {
- int temp = data[x];
- data[x] = data[y];
- data[y] = temp;
- }
- /**
- * 冒泡排序----交換排序的一種
- * 方法:相鄰兩元素進行比較,如有需要則進行交換,每完成一次循環就將最大元素排在最後(如從小到大排序),下一次循環是將其他的數進行類似操作。
- * 性能:比較次數O(n^2),n^2/2;交換次數O(n^2),n^2/4
- *
- * @param data
- * 要排序的數組
- * @param sortType
- * 排序類型
- * @return
- */
- public void bubbleSort(int[] data, String sortType) {
- if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,從小排到大
- // 比較的輪數
- for (int i = 1; i < data.length; i++) { // 數組有多長,輪數就有多長
- // 將相鄰兩個數進行比較,較大的數往後冒泡
- for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {// 每一輪下來會將比較的次數減少
- if (data[j] > data[j + 1]) {
- // 交換相鄰兩個數
- swap(data, j, j + 1);
- }
- }
- }
- } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,從大排到小
- // 比較的輪數
- for (int i = 1; i < data.length; i++) {
- // 將相鄰兩個數進行比較,較大的數往後冒泡
- for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {
- if (data[j] < data[j + 1]) {
- // 交換相鄰兩個數
- swap(data, j, j + 1);
- }
- }
- }
- } else {
- System.out.println("您輸入的排序類型錯誤!");
- }
- printArray(data);// 輸出冒泡排序後的數組值
- }
- /**
- * 直接選擇排序法----選擇排序的一種 方法:每一趟從待排序的數據元素中選出最小(或最大)的一個元素,
- * 順序放在已排好序的數列的最後,直到全部待排序的數據元素排完。 性能:比較次數O(n^2),n^2/2 交換次數O(n),n
- * 交換次數比冒泡排序少多了,由於交換所需CPU時間比比較所需的CUP時間多,所以選擇排序比冒泡排序快。
- * 但是N比較大時,比較所需的CPU時間佔主要地位,所以這時的性能和冒泡排序差不太多,但毫無疑問肯定要快些。
- *
- * @param data
- * 要排序的數組
- * @param sortType
- * 排序類型
- * @return
- */
- public void selectSort(int[] data, String sortType) {
- if (sortType.endsWith("asc")) {// 正排序,從小排到大
- int index;
- for (int i = 1; i < data.length; i++) {
- index = 0;
- for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {
- if (data[j] > data[index]) {
- index = j;
- }
- }
- // 交換在位置data.length-i和index(最大值)兩個數
- swap(data, data.length - i, index);
- }
- } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,從大排到小
- int index;
- for (int i = 1; i < data.length; i++) {
- index = 0;
- for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {
- if (data[j] < data[index]) {
- index = j;
- }
- }
- // 交換在位置data.length-i和index(最大值)兩個數
- swap(data, data.length - i, index);
- }
- } else {
- System.out.println("您輸入的排序類型錯誤!");
- }
- printArray(data);// 輸出直接選擇排序後的數組值
- }
- /**
- * 插入排序 方法:將一個記錄插入到已排好序的有序表(有可能是空表)中,從而得到一個新的記錄數增1的有序表。 性能:比較次數O(n^2),n^2/4
- * 複製次數O(n),n^2/4 比較次數是前兩者的一般,而複製所需的CPU時間較交換少,所以性能上比冒泡排序提高一倍多,而比選擇排序也要快。
- *
- * @param data
- * 要排序的數組
- * @param sortType
- * 排序類型
- */
- public void insertSort(int[] data, String sortType) {
- if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,從小排到大
- // 比較的輪數
- for (int i = 1; i < data.length; i++) {
- // 保證前i+1個數排好序
- for (int j = 0; j < i; j++) {
- if (data[j] > data[i]) {
- // 交換在位置j和i兩個數
- swap(data, i, j);
- }
- }
- }
- } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,從大排到小
- // 比較的輪數
- for (int i = 1; i < data.length; i++) {
- // 保證前i+1個數排好序
- for (int j = 0; j < i; j++) {
- if (data[j] < data[i]) {
- // 交換在位置j和i兩個數
- swap(data, i, j);
- }
- }
- }
- } else {
- System.out.println("您輸入的排序類型錯誤!");
- }
- printArray(data);// 輸出插入排序後的數組值
- }
- /**
- * 反轉數組的方法
- *
- * @param data
- * 源數組
- */
- public void reverse(int[] data) {
- int length = data.length;
- int temp = 0;// 臨時變量
- for (int i = 0; i < length / 2; i++) {
- temp = data[i];
- data[i] = data[length - 1 - i];
- data[length - 1 - i] = temp;
- }
- printArray(data);// 輸出到轉後數組的值
- }
- /**
- * 快速排序 快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略來把一個序列(list)分爲兩個子序列(sub-lists)。 步驟爲:
- * 1. 從數列中挑出一個元素,稱爲 "基準"(pivot), 2.
- * 重新排序數列,所有元素比基準值小的擺放在基準前面,所有元素比基準值大的擺在基準的後面(相同的數可以到任一邊)。在這個分割之後,該基準是它的最後位置。這個稱爲分割(partition)操作。
- * 3. 遞歸地(recursive)把小於基準值元素的子數列和大於基準值元素的子數列排序。
- * 遞迴的最底部情形,是數列的大小是零或一,也就是永遠都已經被排序好了。雖然一直遞迴下去,但是這個算法總會結束,因爲在每次的迭代(iteration)中,它至少會把一個元素擺到它最後的位置去。
- *
- * @param data
- * 待排序的數組
- * @param low
- * @param high
- * @see SortTest#qsort(int[], int, int)
- * @see SortTest#qsort_desc(int[], int, int)
- */
- public void quickSort(int[] data, String sortType) {
- if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,從小排到大
- qsort_asc(data, 0, data.length - 1);
- } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,從大排到小
- qsort_desc(data, 0, data.length - 1);
- } else {
- System.out.println("您輸入的排序類型錯誤!");
- }
- }
- /**
- * 快速排序的具體實現,排正序
- *
- * @param data
- * @param low
- * @param high
- */
- private void qsort_asc(int data[], int low, int high) {
- int i, j, x;
- if (low < high) { // 這個條件用來結束遞歸
- i = low;
- j = high;
- x = data[i];
- while (i < j) {
- while (i < j && data[j] > x) {
- j--; // 從右向左找第一個小於x的數
- }
- if (i < j) {
- data[i] = data[j];
- i++;
- }
- while (i < j && data[i] < x) {
- i++; // 從左向右找第一個大於x的數
- }
- if (i < j) {
- data[j] = data[i];
- j--;
- }
- }
- data[i] = x;
- qsort_asc(data, low, i - 1);
- qsort_asc(data, i + 1, high);
- }
- }
- /**
- * 快速排序的具體實現,排倒序
- *
- * @param data
- * @param low
- * @param high
- */
- private void qsort_desc(int data[], int low, int high) {
- int i, j, x;
- if (low < high) { // 這個條件用來結束遞歸
- i = low;
- j = high;
- x = data[i];
- while (i < j) {
- while (i < j && data[j] < x) {
- j--; // 從右向左找第一個小於x的數
- }
- if (i < j) {
- data[i] = data[j];
- i++;
- }
- while (i < j && data[i] > x) {
- i++; // 從左向右找第一個大於x的數
- }
- if (i < j) {
- data[j] = data[i];
- j--;
- }
- }
- data[i] = x;
- qsort_desc(data, low, i - 1);
- qsort_desc(data, i + 1, high);
- }
- }
- /**
- * 二分查找特定整數在整型數組中的位置(遞歸) 查找線性表必須是有序列表
- *
- * @paramdataset
- * @paramdata
- * @parambeginIndex
- * @paramendIndex
- * @returnindex
- */
- public int binarySearch(int[] dataset, int data, int beginIndex,
- int endIndex) {
- int midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相當於mid = (low + high)
- // / 2,但是效率會高些
- if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]
- || beginIndex > endIndex)
- return -1;
- if (data < dataset[midIndex]) {
- return binarySearch(dataset, data, beginIndex, midIndex - 1);
- } else if (data > dataset[midIndex]) {
- return binarySearch(dataset, data, midIndex + 1, endIndex);
- } else {
- return midIndex;
- }
- }
- /**
- * 二分查找特定整數在整型數組中的位置(非遞歸) 查找線性表必須是有序列表
- *
- * @paramdataset
- * @paramdata
- * @returnindex
- */
- public int binarySearch(int[] dataset, int data) {
- int beginIndex = 0;
- int endIndex = dataset.length - 1;
- int midIndex = -1;
- if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]
- || beginIndex > endIndex)
- return -1;
- while (beginIndex <= endIndex) {
- midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相當於midIndex =
- // (beginIndex +
- // endIndex) / 2,但是效率會高些
- if (data < dataset[midIndex]) {
- endIndex = midIndex - 1;
- } else if (data > dataset[midIndex]) {
- beginIndex = midIndex + 1;
- } else {
- return midIndex;
- }
- }
- return -1;
- }
- // /////////////////////===================================測試====================//////////////////
- public static void main(String[] args) {
- SortTest ST = new SortTest();
- int[] array = ST.createArray();
- System.out.println("==========冒泡排序後(正序)==========");
- ST.bubbleSort(array, "asc");
- System.out.println("==========冒泡排序後(倒序)==========");
- ST.bubbleSort(array, "desc");
- array = ST.createArray();
- System.out.println("==========選擇排序後(正序)==========");
- ST.selectSort(array, "asc");
- System.out.println("==========選擇排序後(倒序)==========");
- ST.selectSort(array, "desc");
- array = ST.createArray();
- System.out.println("==========插入排序後(正序)==========");
- ST.insertSort(array, "asc");
- System.out.println("==========插入排序後(倒序)==========");
- ST.insertSort(array, "desc");
- array = ST.createArray();
- System.out.println("==========快速排序後(正序)==========");
- ST.quickSort(array, "asc");
- ST.printArray(array);
- System.out.println("==========快速排序後(倒序)==========");
- ST.quickSort(array, "desc");
- ST.printArray(array);
- System.out.println("==========數組二分查找==========");
- System.out.println("您要找的數在第" + ST.binarySearch(array, 74)+ "個位子。(下標從0計算)");
- }
- }
各種排序JAVA實現
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