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排序算法

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package sort;

import java.util.Random;

/**
 * 排序测试类
 * 
 * 排序算法的分类如下: 1.插入排序(直接插入排序、折半插入排序、希尔排序); 2.交换排序(冒泡泡排序、快速排序);
 * 3.选择排序(直接选择排序、堆排序); 4.归并排序; 5.基数排序。
 * 
 * 关于排序方法的选择: (1)若n较小(如n≤50),可采用直接插入或直接选择排序。
 * 当记录规模较小时,直接插入排序较好;否则因为直接选择移动的记录数少于直接插人,应选直接选择排序为宜。
 * (2)若文件初始状态基本有序(指正序),则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜;
 * (3)若n较大,则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法:快速排序、堆排序或归并排序。
 * 
 */
/**
 * @corporation 北京环亚
 * @author HDS
 * @date Nov 19, 2009 10:43:44 AM
 * @path sort
 * @description JAVA排序汇总
 */
public class SortTest {

	// //////==============================产生随机数==============================///////////////////
	/**
	 * @description 生成随机数
	 * @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);// 生成两个随机数相减,保证生成的数中有负数
		}
		System.out.println("==========原始序列==========");
		printArray(array);
		return array;
	}

	/**
	 * @description 打印出随机数
	 * @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 交换相邻两个数
	 * @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----交换排序的一种
	 * 方法:相邻两元素进行比较,如有需要则进行交换,每完成一次循环就将最大元素排在最后(如从小到大排序),下一次循环是将其他的数进行类似操作。
	 * 性能:比较次数O(n^2),n^2/2;交换次数O(n^2),n^2/4
	 * 
	 * @param data
	 *            要排序的数组
	 * @param sortType
	 *            排序类型
	 * @return
	 */
	public void bubbleSort(int[] data, String sortType) {
		if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,从小排到大
			// 比较的轮数
			for (int i = 1; i < data.length; i++) { // 数组有多长,轮数就有多长
				// 将相邻两个数进行比较,较大的数往后冒泡
				for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {// 每一轮下来会将比较的次数减少
					if (data[j] > data[j + 1]) {
						// 交换相邻两个数
						swap(data, j, j + 1);
					}
				}
			}
		} else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,从大排到小
			// 比较的轮数
			for (int i = 1; i < data.length; i++) {
				// 将相邻两个数进行比较,较大的数往后冒泡
				for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {
					if (data[j] < data[j + 1]) {
						// 交换相邻两个数
						swap(data, j, j + 1);
					}
				}
			}
		} else {
			System.out.println("您输入的排序类型错误!");
		}
		printArray(data);// 输出冒泡排序后的数组值
	}

	/**
	 * 直接选择排序法----选择排序的一种 方法:每一趟从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,
	 * 顺序放在已排好序的数列的最后,直到全部待排序的数据元素排完。 性能:比较次数O(n^2),n^2/2 交换次数O(n),n
	 * 交换次数比冒泡排序少多了,由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多,所以选择排序比冒泡排序快。
	 * 但是N比较大时,比较所需的CPU时间占主要地位,所以这时的性能和冒泡排序差不太多,但毫无疑问肯定要快些。
	 * 
	 * @param data
	 *            要排序的数组
	 * @param sortType
	 *            排序类型
	 * @return
	 */
	public void selectSort(int[] data, String sortType) {
		if (sortType.endsWith("asc")) {// 正排序,从小排到大
			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;
					}
				}
				// 交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数
				swap(data, data.length - i, index);
			}
		} else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,从大排到小
			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;
					}
				}
				// 交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数
				swap(data, data.length - i, index);
			}
		} else {
			System.out.println("您输入的排序类型错误!");
		}
		printArray(data);// 输出直接选择排序后的数组值
	}

	/**
	 * 插入排序 方法:将一个记录插入到已排好序的有序表(有可能是空表)中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。 性能:比较次数O(n^2),n^2/4
	 * 复制次数O(n),n^2/4 比较次数是前两者的一般,而复制所需的CPU时间较交换少,所以性能上比冒泡排序提高一倍多,而比选择排序也要快。
	 * 
	 * @param data
	 *            要排序的数组
	 * @param sortType
	 *            排序类型
	 */
	public void insertSort(int[] data, String sortType) {
		if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,从小排到大
			// 比较的轮数
			for (int i = 1; i < data.length; i++) {
				// 保证前i+1个数排好序
				for (int j = 0; j < i; j++) {
					if (data[j] > data[i]) {
						// 交换在位置j和i两个数
						swap(data, i, j);
					}
				}
			}
		} else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,从大排到小
			// 比较的轮数
			for (int i = 1; i < data.length; i++) {
				// 保证前i+1个数排好序
				for (int j = 0; j < i; j++) {
					if (data[j] < data[i]) {
						// 交换在位置j和i两个数
						swap(data, i, j);
					}
				}
			}
		} else {
			System.out.println("您输入的排序类型错误!");
		}
		printArray(data);// 输出插入排序后的数组值
	}

	/**
	 * 反转数组的方法
	 * 
	 * @param data
	 *            源数组
	 */
	public void reverse(int[] data) {
		int length = data.length;
		int temp = 0;// 临时变量
		for (int i = 0; i < length / 2; i++) {
			temp = data[i];
			data[i] = data[length - 1 - i];
			data[length - 1 - i] = temp;
		}
		printArray(data);// 输出到转后数组的值
	}

	/**
	 * 快速排序 快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个序列(list)分为两个子序列(sub-lists)。 步骤为:
	 * 1. 从数列中挑出一个元素,称为 "基准"(pivot), 2.
	 * 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分割之后,该基准是它的最后位置。这个称为分割(partition)操作。
	 * 3. 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
	 * 递回的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递回下去,但是这个算法总会结束,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
	 * 
	 * @param data
	 *            待排序的数组
	 * @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,从小排到大
			qsort_asc(data, 0, data.length - 1);
		} else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,从大排到小
			qsort_desc(data, 0, data.length - 1);
		} else {
			System.out.println("您输入的排序类型错误!");
		}
	}

	/**
	 * 快速排序的具体实现,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) { // 这个条件用来结束递归
			i = low;
			j = high;
			x = data[i];
			while (i < j) {
				while (i < j && data[j] > x) {
					j--; // 从右向左找第一个小于x的数
				}
				if (i < j) {
					data[i] = data[j];
					i++;
				}
				while (i < j && data[i] < x) {
					i++; // 从左向右找第一个大于x的数
				}
				if (i < j) {
					data[j] = data[i];
					j--;
				}
			}
			data[i] = x;
			qsort_asc(data, low, i - 1);
			qsort_asc(data, i + 1, high);
		}
	}

	/**
	 * 快速排序的具体实现,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) { // 这个条件用来结束递归
			i = low;
			j = high;
			x = data[i];
			while (i < j) {
				while (i < j && data[j] < x) {
					j--; // 从右向左找第一个小于x的数
				}
				if (i < j) {
					data[i] = data[j];
					i++;
				}
				while (i < j && data[i] > x) {
					i++; // 从左向右找第一个大于x的数
				}
				if (i < j) {
					data[j] = data[i];
					j--;
				}
			}
			data[i] = x;
			qsort_desc(data, low, i - 1);
			qsort_desc(data, i + 1, high);
		}
	}

	/**
	 * 二分查找特定整数在整型数组中的位置(递归) 查找线性表必须是有序列表
	 * 
	 * @paramdataset
	 * @paramdata
	 * @parambeginIndex
	 * @paramendIndex
	 * @returnindex
	 */
	public int binarySearch(int[] dataset, int data, int beginIndex,
			int endIndex) {
		int midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于mid = (low + high)
														// / 2,但是效率会高些
		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;
		}
	}

	/**
	 * 二分查找特定整数在整型数组中的位置(非递归) 查找线性表必须是有序列表
	 * 
	 * @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; // 相当于midIndex =
														// (beginIndex +
														// endIndex) / 2,但是效率会高些
			if (data < dataset[midIndex]) {
				endIndex = midIndex - 1;
			} else if (data > dataset[midIndex]) {
				beginIndex = midIndex + 1;
			} else {
				return midIndex;
			}
		}
		return -1;
	}

	// /////////////////////===================================测试====================//////////////////
	public static void main(String[] args) {
		SortTest ST = new SortTest();
		int[] array = ST.createArray();
		System.out.println("==========冒泡排序后(正序)==========");
		ST.bubbleSort(array, "asc");
		System.out.println("==========冒泡排序后(倒序)==========");
		ST.bubbleSort(array, "desc");

		array = ST.createArray();
		System.out.println("==========选择排序后(正序)==========");
		ST.selectSort(array, "asc");
		System.out.println("==========选择排序后(倒序)==========");
		ST.selectSort(array, "desc");
		
		array = ST.createArray();
        System.out.println("==========插入排序后(正序)==========");
        ST.insertSort(array, "asc");
        System.out.println("==========插入排序后(倒序)==========");
        ST.insertSort(array, "desc");

        array = ST.createArray();
        System.out.println("==========快速排序后(正序)==========");
        ST.quickSort(array, "asc");
        ST.printArray(array);
        System.out.println("==========快速排序后(倒序)==========");
        ST.quickSort(array, "desc");
        ST.printArray(array);
        System.out.println("==========数组二分查找==========");
        System.out.println("您要找的数在第" + ST.binarySearch(array, 74)+ "个位子。(下标从0计算)");

	}

}



Reverse String
public class Reverse {
	public static String reverse(String arg0) {
		char[] reverse_c = new char[arg0.length()];
		for (int i = 0; i < reverse_c.length; i++)
			reverse_c[i] = arg0.charAt(reverse_c.length - i - 1);

		return (new String(reverse_c));
	}

	public static void main(String args[]) {
		if (args.length > 0)
			System.out.println(reverse(args[0]));
	}
}


/**
 * @title:   二叉树遍历,求深度
 * @author: Jay Chang
 * @version: ver 1.0
 * @date: 2009.7.25
 */
import java.util.Scanner;

/*二叉树的结点的定义*/
class BiTreeNode {
	private String nodeName;
	private int value;
	/* 没有解决好lChild,rChild两个属性的封装,存在些问题,不知道为什么,有待改进 */
	public BiTreeNode lChild;
	public BiTreeNode rChild;

	public BiTreeNode() {
	}

	/* 创建结点对象的构造器 */
	public BiTreeNode(String nodeName, int value) {
		this.nodeName = nodeName;
		this.value = value;
		this.lChild = null;
		this.rChild = null;
	}

	/* setName,getName,setValue,getValue,是对结点两个属性的封装 */
	public void setName(String nodeName) {
		this.nodeName = nodeName;
	}

	public String getName() {
		return nodeName;
	}

	public void setValue(int value) {
		this.value = value;
	}

	public int getValue() {
		return this.value;
	}

}


/* 二叉树类定义 */
class BiTree {
	private BiTreeNode root;

	public BiTree() {
	}

	public BiTreeNode getRoot() {
		return this.root;
	}

	public void create() {
		this.root = createBiTree(this.root);
	}

	/* 递归创建二叉树 */
	private BiTreeNode createBiTree(BiTreeNode node) {
		String name;
		int value;
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		System.out.println("输入结点名称及值:");
		name = sc.next();
		value = sc.nextInt();
		if (name != "#" && value != -1) {
			node = new BiTreeNode(name, value);
			node.lChild = createBiTree(node.lChild); // node.lChild和node.rChild本应使用封装,但是不能用?
			node.rChild = createBiTree(node.rChild);
			return node;
		} else {
			return null;
		}
	}

	/* 求二叉树的高度 */
	public int getDepth(BiTreeNode node) {
		int lDepth, rDepth;
		if (node == null) {
			return 0;
		}
		lDepth = getDepth(node.lChild);
		rDepth = getDepth(node.rChild);
		return (lDepth > rDepth ? lDepth : rDepth) + 1;
	}

	/* 先序遍历二叉树 */
	public void fTraverse(BiTreeNode node) {
		if (node != null) {
			System.out.println("Node Name:" + node.getName() + " Node Value:"
					+ node.getValue());
			fTraverse(node.lChild);
			fTraverse(node.rChild);
		} else {
			return;
		}
	}

	/* 中序遍历二叉树 */
	public void mTraverse(BiTreeNode node) {
		if (node != null) {
			mTraverse(node.lChild);
			System.out.println("Node Name:" + node.getName() + " Node Value:"
					+ node.getValue());
			mTraverse(node.rChild);
		} else {
			return;
		}
	}

	/* 后序遍历二叉树 */
	public void lTraverse(BiTreeNode node) {
		if (node != null) {
			lTraverse(node.lChild);
			lTraverse(node.rChild);
			System.out.println("Node Name:" + node.getName() + " Node Value:"
					+ node.getValue());
		} else {
			return;
		}
	}

}

public class TestBiTree {
	public static void main(String[] args) {
		BiTree biTree = new BiTree();
		biTree.create();
		System.out.println("先序遍历:");
		biTree.fTraverse(biTree.getRoot());
		System.out.println("中序遍历:");
		biTree.mTraverse(biTree.getRoot());
		System.out.println("后序遍历:");
		biTree.lTraverse(biTree.getRoot());
		System.out.println("二叉树的高度:");
		System.out.println(biTree.getDepth(biTree.getRoot()));
	}
}
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