Java基本算法_编程领域的博客-程序员信息网_java的算法

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整理一下常用的又基础的算法。由于平时的项目比较简单,很少用到算法,但工作不只是眼前的苟且,还有诗和远方。

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1、链表

链表用来存储数据,由一系列的结点组成。这些结点的物理地址不一定是连续的,即可能连续,也可能不连续,但链表里的结点是有序的。一个结点由数据的值和下一个数据的地址组成。一个链表内的数据类型可以是多种多样的。数组也是用来存储数据的,与链表相比,需要初始化时确定长度。一个数组内的数据都是同一类型。在Java中,ArrayList是通过数组实现,而LinkedList则通过链表实现。一个简单的链表类如下:

public class Node{
private Object data;
private Node next;
public Node(Object data){
this.data = data;

//省略set、get方法
}

2、二叉树

二叉树是n(n>=0)个结点的有序集合。每个结点最多有2个子节点,即左结点和右结点,且左右结点顺序不能更改。

当n=0时,为空二叉树;当n=1时,为只有一个根二叉树。

public class BinTree {
private BinTree lChild;//左结点
private BinTree rChild;//右结点 
private Object data; //数据域 
public BinTree getlChild() {
return lChild;
}
public void setlChild(BinTree lChild) {
this.lChild = lChild;
}
public BinTree getrChild() {
return rChild;
}
public void setrChild(BinTree rChild) {
this.rChild = rChild;
}
public Object getData() {
return data;
}
public void setData(Object data) {
this.data = data;

}

3、排序

(1)冒泡排序

重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。时间复杂度 O(n2),为稳定算法。

将数依次进行比较,并将大(或小)的,网后放,如下:

public static void bubbleSort(int []arr) {
for(int i =0;i<arr.length-1;i++) {
for(int j=0;j<arr.length-i-1;j++) { //-1为了防止溢出
if(arr[j]>arr[j+1]) { //把大的数放在后面
int temp = arr[j];
arr[j]=arr[j+1]; 
arr[j+1]=temp;
}

}
}

(2)快速排序

通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。

public static void quickSort(int[] numbers,int low,int high){
if(low < high) {
  int middle = getMiddle(numbers,low,high); //将numbers数组进行一分为二
  quickSort(numbers, low, middle-1); //对低字段表进行递归排序
  quickSort(numbers, middle+1, high); //对高字段表进行递归排序
}

}

(3)选择排序

每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法(比如序列[5, 5, 3]第一次就将第一个[5]与[3]交换,导致第一个5挪动到第二个5后面)。

public static void selectSort(int[]a){
int minIndex=0;
int temp=0;

for(int i=0;i<a.length-1;i++) {
minIndex=i;//无序区的最小数据数组下标
for(intj=i+1;j<a.length;j++) {
//在无序区中找到最小数据并保存其数组下标
if(a[j]<a[minIndex]) {
minIndex=j;
}
}
//将最小元素放到本次循环的前端
temp=a[i];
a[i]=a[minIndex];
a[minIndex]=temp;
}
}

(4)插入排序

每步将一个待排序的记录,按其顺序码大小插入到前面已经排序的字序列的合适位置(从后向前找到合适位置后),直到全部插入排序完为止。

每一个数和它前面的数依次进行比较,因为前面的数的顺序是已经排好的

private static int[] insertSort(int[]arr){
for(int i=1;i<arr.length;i++){
for(int j=i;j>0;j--){
if(arr[j]<arr[j-1]){
int temp=arr[j];
arr[j]=arr[j-1];
arr[j-1]=temp;
}else{
break;
}
}
}
return arr;
}

(5)希尔排序

把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。

public static void main(String [] args)
{
int[]a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1};
//希尔排序
int d=a.length;
while(true){
d=d/2;
for(int x=0;x<d;x++){
for(int i=x+d;i<a.length;i=i+d){
int temp=a[i];
int j;
for(j=i-d;j>=0&&a[j]>temp;j=j-d){
a[j+d]=a[j];
}
a[j+d]=temp;
}
}
if(d==10){
break;
}
}
}

(6)归并排序

建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。时间复杂度O(n log n) 。

public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {
int mid = (low + high) / 2;
if (low < high) {
// 左边
sort(nums, low, mid);
// 右边
sort(nums, mid + 1, high);
// 左右归并
merge(nums, low, mid, high);
}
return nums;
}

(7)堆排序

利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。(暂没理解)

4、递归、迭代

递归是自己调用自己,直到满足结束递归的条件时结束。迭代是不断的循环,直接循环结束。一般来说,能用迭代就不用递归,递归消耗资源大。

递归
int recursion(...){
if(...) { //递归终止条件
return abc(...); 
}
return 0;
}

迭代
int iteration(...){
for(; ; ;) { //迭代终止条件
a = b + c;

}

5、位操作

位操作与逻辑运算符是2种不同的东西,初学之时,自己还经常记不清。位操作有6种,即与(&)、或(|)、异或(^)、取反(~)、左移(<<)、右移(>>)。在这些位操作运算符中,只有取反(~)是弹幕运算符,其他5种都是双目运算符。

6、概率

7、排列组合

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