Java面試（排序）

原創 霍少爷 2020-07-02 05:12

8種排序之間的關係:


1， 直接插入排序

（1）基本思想：在要排序的一組數中，假設前面(n-1)[n>=2] 個數已經是排

好順序的，現在要把第n個數插到前面的有序數中，使得這n個數

也是排好順序的。如此反覆循環，直到全部排好順序。

（2）實例

（3）用java實現

  1.  package com.njue; 
  2.  
  3. public class insertSort { 
  4. public insertSort(){ 
  5.  inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
  6.  int temp=0; 
  7.  for(int i=1;i<a.length;i++){ 
  8.  int j=i-1; 
  9.  temp=a[i]; 
  10.  for(;j>=0&&temp<a[j];j--){ 
  11.  a[j+1]=a[j]; //將大於temp的值整體後移一個單位  
  12.  } 
  13.  a[j+1]=temp; 
  14.  } 
  15.  for(int i=0;i<a.length;i++) 
  16.  System.out.println(a[i]); 
  17. } 
  18. } 


2，希爾排序（最小增量排序）




（1）基本思想：算法先將要排序的一組數按某個增量d（n/2,n爲要排序數的個數）分成若干組，每組中記錄的下標相差d.對每組中全部元素進行直接插入排序，然後再用一個較小的增量（d/2）對它進行分組，在每組中再進行直接插入排序。當增量減到1時，進行直接插入排序後，排序完成。


（2）實例：









（3）用java實現


  1. public class shellSort { 
  2. public shellSort(){ 
  3.  int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100}; 
  4.  double d1=a.length; 
  5.  int temp=0; 
  6.  while(true){ 
  7.  d1= Math.ceil(d1/2); 
  8.  int d=(int) d1; 
  9.  for(int x=0;x<d;x++){ 
  10.  for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){ 
  11.  int j=i-d; 
  12.  temp=a[i]; 
  13.  for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){ 
  14.  a[j+d]=a[j]; 
  15.  } 
  16.  a[j+d]=temp; 
  17.  } 
  18.  } 
  19.  if(d==1) 
  20.  break; 
  21.  } 
  22.  for(int i=0;i<a.length;i++) 
  23.  System.out.println(a[i]); 
  24. } 
  25. } 


3.簡單選擇排序


（1）基本思想：在要排序的一組數中，選出最小的一個數與第一個位置的數交換；


然後在剩下的數當中再找最小的與第二個位置的數交換，如此循環到倒數第二個數和最後一個數比較爲止。


（2）實例：






（3）用java實現


  1. public class selectSort { 
  2.  public selectSort(){ 
  3.  int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45}; 
  4.  int position=0; 
  5.  for(int i=0;i<a.length;i++){ 
  6.  
  7.  int j=i+1; 
  8.  position=i; 
  9.  int temp=a[i]; 
  10.  for(;j<a.length;j++){ 
  11.  if(a[j]<temp){ 
  12.  temp=a[j]; 
  13.  position=j; 
  14.  } 
  15.  } 
  16.  a[position]=a[i]; 
  17.  a[i]=temp; 
  18.  } 
  19.  for(int i=0;i<a.length;i++) 
  20.  System.out.println(a[i]); 
  21.  } 
  22. } 


4，堆排序


（1）基本思想：堆排序是一種樹形選擇排序，是對直接選擇排序的有效改進。


堆的定義如下：具有n個元素的序列（h1,h2,...,hn),當且僅當滿足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1） (i=1,2,...,n/2)時稱之爲堆。在這裏只討論滿足前者條件的堆。由堆的定義可以看出，堆頂元素（即第一個元素）必爲最大項（大頂堆）。完全二叉樹可以很直觀地表示堆的結構。堆頂爲根，其它爲左子樹、右子樹。初始時把要排序的數的序列看作是一棵順序存儲的二叉樹，調整它們的存儲序，使之成爲一個堆，這時堆的根節點的數最大。然後將根節點與堆的最後一個節點交換。然後對前面(n-1)個數重新調整使之成爲堆。依此類推，直到只有兩個節點的堆，並對它們作交換，最後得到有n個節點的有序序列。從算法描述來看，堆排序需要兩個過程，一是建立堆，二是堆頂與堆的最後一個元素交換位置。所以堆排序有兩個函數組成。一是建堆的滲透函數，二是反覆調用滲透函數實現排序的函數。


（2）實例：


初始序列：46,79,56,38,40,84


建堆：









交換，從堆中踢出最大數










依次類推：最後堆中剩餘的最後兩個結點交換，踢出一個，排序完成。


（3）用java實現


  1. import java.util.Arrays; 
  2.  
  3. public class HeapSort { 
  4.  int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
  5.  public HeapSort(){ 
  6.  heapSort(a); 
  7.  } 
  8.  public void heapSort(int[] a){ 
  9.  System.out.println("開始排序"); 
  10.  int arrayLength=a.length; 
  11.  //循環建堆  
  12.  for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){ 
  13.  //建堆  
  14.  
  15.  buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i); 
  16.  //交換堆頂和最後一個元素  
  17.  swap(a,0,arrayLength-1-i); 
  18.  System.out.println(Arrays.toString(a)); 
  19.  } 
  20.  } 
  21.  
  22.  private void swap(int[] data, int i, int j) { 
  23.  // TODO Auto-generated method stub  
  24.  int tmp=data[i]; 
  25.  data[i]=data[j]; 
  26.  data[j]=tmp; 
  27.  } 
  28.  //對data數組從0到lastIndex建大頂堆  
  29.  private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) { 
  30.  // TODO Auto-generated method stub  
  31.  //從lastIndex處節點（最後一個節點）的父節點開始  
  32.  for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){ 
  33.  //k保存正在判斷的節點  
  34.  int k=i; 
  35.  //如果當前k節點的子節點存在  
  36.  while(k*2+1<=lastIndex){ 
  37.  //k節點的左子節點的索引  
  38.  int biggerIndex=2*k+1; 
  39.  //如果biggerIndex小於lastIndex，即biggerIndex+1代表的k節點的右子節點存在  
  40.  if(biggerIndex<lastIndex){ 
  41.  //若果右子節點的值較大  
  42.  if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){ 
  43.  //biggerIndex總是記錄較大子節點的索引  
  44.  biggerIndex++; 
  45.  } 
  46.  } 
  47.  //如果k節點的值小於其較大的子節點的值  
  48.  if(data[k]<data[biggerIndex]){ 
  49.  //交換他們  
  50.  swap(data,k,biggerIndex); 
  51.  //將biggerIndex賦予k，開始while循環的下一次循環，重新保證k節點的值大於其左右子節點的值  
  52.  k=biggerIndex; 
  53.  }else{ 
  54.  break; 
  55.  } 
  56.  }<p align="left">&nbsp;<span> </span>}</p><p align="left">&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p><p align="left">&nbsp;<span style="background-color: white; ">}</span></p> 


5.冒泡排序


（1）基本思想：在要排序的一組數中，對當前還未排好序的範圍內的全部數，自上而下對相鄰的兩個數依次進行比較和調整，讓較大的數往下沉，較小的往上冒。即：每當兩相鄰的數比較後發現它們的排序與排序要求相反時，就將它們互換。


（2）實例：









（3）用java實現


  1. public class bubbleSort { 
  2. public bubbleSort(){ 
  3.  int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
  4.  int temp=0; 
  5.  for(int i=0;i<a.length-1;i++){ 
  6.  for(int j=0;j<a.length-1-i;j++){ 
  7.  if(a[j]>a[j+1]){ 
  8.  temp=a[j]; 
  9.  a[j]=a[j+1]; 
  10.  a[j+1]=temp; 
  11.  } 
  12.  } 
  13.  } 
  14.  for(int i=0;i<a.length;i++) 
  15.  System.out.println(a[i]); 
  16. } 
  17. } 
  18.  


6.快速排序




（1）基本思想：選擇一個基準元素,通常選擇第一個元素或者最後一個元素,通過一趟掃描，將待排序列分成兩部分,一部分比基準元素小,一部分大於等於基準元素,此時基準元素在其排好序後的正確位置,然後再用同樣的方法遞歸地排序劃分的兩部分。


（2）實例：







（3）用java實現


  1. public class quickSort { 
  2.  int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
  3. public quickSort(){ 
  4.  quick(a); 
  5.  for(int i=0;i<a.length;i++) 
  6.  System.out.println(a[i]); 
  7. } 
  8. public int getMiddle(int[] list, int low, int high) { 
  9.  int tmp = list[low]; //數組的第一個作爲中軸  
  10.  while (low < high) { 
  11.  while (low < high && list[high] >= tmp) { 
  12.  
  13.  high--; 
  14.  } 
  15.  list[low] = list[high]; //比中軸小的記錄移到低端  
  16.  while (low < high && list[low] <= tmp) { 
  17.  low++; 
  18.  } 
  19.  list[high] = list[low]; //比中軸大的記錄移到高端  
  20.  } 
  21.  list[low] = tmp; //中軸記錄到尾  
  22.  return low; //返回中軸的位置  
  23.  } 
  24. public void _quickSort(int[] list, int low, int high) { 
  25.  if (low < high) { 
  26.  int middle = getMiddle(list, low, high); //將list數組進行一分爲二  
  27.  _quickSort(list, low, middle - 1); //對低字表進行遞歸排序  
  28.  _quickSort(list, middle + 1, high); //對高字表進行遞歸排序  
  29.  } 
  30.  } 
  31. public void quick(int[] a2) { 
  32.  if (a2.length > 0) { //查看數組是否爲空  
  33.  _quickSort(a2, 0, a2.length - 1); 
  34.  } 
  35.  } 
  36. } 


7、歸併排序


（1）基本排序：歸併（Merge）排序法是將兩個（或兩個以上）有序表合併成一個新的有序表，即把待排序序列分爲若干個子序列，每個子序列是有序的。然後再把有序子序列合併爲整體有序序列。


（2）實例：








（3）用java實現


  1. import java.util.Arrays; 
  2.  
  3. public class mergingSort { 
  4. int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
  5. public mergingSort(){ 
  6.  sort(a,0,a.length-1); 
  7.  for(int i=0;i<a.length;i++) 
  8.  System.out.println(a[i]); 
  9. } 
  10. public void sort(int[] data, int left, int right) { 
  11.  // TODO Auto-generated method stub  
  12.  if(left<right){ 
  13.  //找出中間索引  
  14.  int center=(left+right)/2; 
  15.  //對左邊數組進行遞歸  
  16.  sort(data,left,center); 
  17.  //對右邊數組進行遞歸  
  18.  sort(data,center+1,right); 
  19.  //合併  
  20.  merge(data,left,center,right); 
  21.  
  22.  } 
  23. } 
  24. public void merge(int[] data, int left, int center, int right) { 
  25.  // TODO Auto-generated method stub  
  26.  int [] tmpArr=new int[data.length]; 
  27.  int mid=center+1; 
  28.  //third記錄中間數組的索引  
  29.  int third=left; 
  30.  int tmp=left; 
  31.  while(left<=center&&mid<=right){ 
  32.  
  33.  //從兩個數組中取出最小的放入中間數組  
  34.  if(data[left]<=data[mid]){ 
  35.  tmpArr[third++]=data[left++]; 
  36.  }else{ 
  37.  tmpArr[third++]=data[mid++]; 
  38.  } 
  39.  } 
  40.  //剩餘部分依次放入中間數組  
  41.  while(mid<=right){ 
  42.  tmpArr[third++]=data[mid++]; 
  43.  } 
  44.  while(left<=center){ 
  45.  tmpArr[third++]=data[left++]; 
  46.  } 
  47.  //將中間數組中的內容複製回原數組  
  48.  while(tmp<=right){ 
  49.  data[tmp]=tmpArr[tmp++]; 
  50.  } 
  51.  System.out.println(Arrays.toString(data)); 
  52. } 
  53.  
  54. } 


8、基數排序


（1）基本思想：將所有待比較數值（正整數）統一爲同樣的數位長度，數位較短的數前面補零。然後，從最低位開始，依次進行一次排序。這樣從最低位排序一直到最高位排序完成以後,數列就變成一個有序序列。


（2）實例：








（3）用java實現


  1. import java.util.ArrayList; 
  2. import java.util.List; 
  3.  
  4. public class radixSort { 
  5.  int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,101,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
  6. public radixSort(){ 
  7.  sort(a); 
  8.  for(int i=0;i<a.length;i++) 
  9.  System.out.println(a[i]); 
  10. } 
  11. public void sort(int[] array){ 
  12.  
  13.  //首先確定排序的趟數;  
  14.  int max=array[0]; 
  15.  for(int i=1;i<array.length;i++){ 
  16.  if(array[i]>max){ 
  17.  max=array[i]; 
  18.  } 
  19.  } 
  20.  
  21.  int time=0; 
  22.  //判斷位數;  
  23.  while(max>0){ 
  24.  max/=10; 
  25.  time++; 
  26.  } 
  27.  
  28.  //建立10個隊列;  
  29.  List<ArrayList> queue=new ArrayList<ArrayList>(); 
  30.  for(int i=0;i<10;i++){ 
  31.  ArrayList<Integer> queue1=new ArrayList<Integer>(); 
  32.  queue.add(queue1); 
  33.  } 
  34.  
  35.  //進行time次分配和收集;  
  36.  for(int i=0;i<time;i++){ 
  37.  
  38.  //分配數組元素;  
  39.  for(int j=0;j<array.length;j++){ 
  40.  //得到數字的第time+1位數;  
  41.  int x=array[j]%(int)Math.pow(10, i+1)/(int)Math.pow(10, i); 
  42.  ArrayList<Integer> queue2=queue.get(x); 
  43.  queue2.add(array[j]); 
  44.  queue.set(x, queue2); 
  45.  } 
  46.  int count=0;//元素計數器;  
  47.  //收集隊列元素;  
  48.  for(int k=0;k<10;k++){ 
  49.  while(queue.get(k).size()>0){ 
  50.  ArrayList<Integer> queue3=queue.get(k); 
  51.  array[count]=queue3.get(0); 
  52.  queue3.remove(0); 
  53.  count++; 
  54.  } 
  55.  } 
  56.  } 
  57.  
  58.  } 
  59.  
  60. } 















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let result = format






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2024-05-13 22:07:18