排序查找算法大总结

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温故而知新，可以为师矣

“深入理解”—选择排序算法

“深入理解”—交换排序算法

“深入理解”—插入排序算法

“深入理解”—归并排序算法

    二分查找算法

不对之处请各位指出，感谢。

import org.junit.Test;/** * 总结排序算法： * 冒泡排序、快速排序 * 直接插入排序、折半插入排序、希尔排序 * 选择排序、堆排序 * 归并排序 * 二分查找算法(递归、迭代) * @author ywq * * */public class Solution {@Testpublic void sort(){int[] num = {10,2,3,1,67,49,38,65,97,76,13,27,0};//for (int i : num) {//System.out.print(i+" ");//}//System.out.println();bubbleSort(num);//quickSort(num, 0, num.length-1);//insertSort(num);//shellSort(num);//halfinsertSort(num);//selectSort(num);//heapSort(num);//mergeSort(num, 0, num.length-1);System.out.println(halfSearch2(num,0,num.length-1,3));for (int i : num) {System.out.print(i+" ");}}/** * 从后往前的冒泡排序 * @param num */public void bubbleSort(int[] num){if(num==null)return;// 设置标志位boolean flag = true;for (int i = 0; i < num.length&&flag; i++) {flag = false;for (int j = num.length-1; j > 0; j--) {if(num[j]<num[j-1]){int temp = num[j];num[j] = num[j-1];num[j-1] = temp;flag = true; // 有交换时，将标志位重置为true}}}}/** * 快速排序 * @param num * @param left * @param right */public void quickSort(int[] num, int left, int right) {        if (num == null)            return;        //如果左边大于右边，则return，这里是递归的终点，需要写在前面。        if (left >= right) {            return;        }        int i = left;        int j = right;        int temp = num[i];        //此处开始进入遍历循环        while (i < j) {            //从右往左循环            while (i < j && num[j] >= temp) {//如果num[j]大于temp值，则pass，比较下一个                j--;            }            num[i] = num[j];            while (i < j && num[i] <= temp) {                i++;            }            num[j] = num[i];            num[i] = temp; // 此处不可遗漏，将基准值插入到指定位置        }        quickSort(num, left, i - 1);        quickSort(num, i + 1, right);    }/** * 直接插入排序算法 * @param num */public void insertSort(int[] num){if(num==null)return ;for (int i = 1; i < num.length; i++) {int temp = num[i] ;int j ;       // 记得是j>=0不要忘记等号，否则，前两个将不参与比较for (j = i-1; j >= 0&&num[j]>temp; j--) {num[j+1] = num[j];  //将前面的较大元素往后移动}num[j+1] = temp;  // 将num[i]放在指定位置}}/** * 希尔排序，分组的直接插入排序 * 多加了一成循环，增量d的初始值为数组长度的一半 * @param num */public void shellSort(int[] num){if(num==null)return ;for(int d = num.length/2 ; d > 0 ; d=d/2){for(int i = d;i<num.length;i+=d){int temp = num[i];int j;for(j = i-d;j>=0&&num[j]>temp;j-=d){num[j+d] = num[j];}num[j+d] = temp;}}}/** * 折半插入排序: * left = 0; * right = i-1; 目标是将第i个元素插入到前面的某个位置，所以right为i-1 * @param num */public void halfinsertSort(int[] num){if(num==null)return ;for (int i = 1; i < num.length; i++) {int left = 0;int right = i-1;int temp = num[i] ;while(left<=right){int mid = (left+right)/2;if(num[mid]>temp){right = mid-1;}else if(num[mid]<temp){left = mid+1;}}// 经过上边的循环，知道num[i]应该插入到left位置int j ;      for (j = i-1; j >= left; j--) {num[j+1] = num[j];  //将前面的较大元素往后移动}num[left] = temp;  // 将num[i]放在指定位置}}/** * 选择排序：外层循环控制着趟数，每趟的num[i]我们认为是最小值 * @param num */public void selectSort(int[] num){if(num==null)return ;for(int i = 0;i<num.length;i++){// 内层循环j=i+1,外层循环控制着循环次数。// 即每趟中num[i]这个值就是本趟的最小值。i位置上是最小值 for (int j = i+1; j < num.length; j++) {if(num[i]>num[j]){int temp = num[i];num[i] = num[j];num[j] = temp;}}}}/** * 堆排序： * 1、构建大顶堆 * 2、交换堆顶和末尾元素 * 3、继续构建大顶堆 * @param num */public void heapSort(int[] num){if(num==null)return ;// 构建大顶堆for (int parent = (num.length)/2; parent>=0; parent--) {getMaxHeap(num,parent,num.length-1);}// 取堆顶元素进行交换，重新构建大顶堆for(int t = num.length-1;t>0;t--){swap(num,0,t);getMaxHeap(num, 0, t-1);}}/** * 交换数组中的两个位置的元素 * @param num * @param i * @param t */private void swap(int[] num, int i, int t) {if(num==null)return ;int temp = num[i];num[i] = num[t];num[t] = temp;}/** * 构建大顶堆的方法       * s 代表拥有左右孩子节点的节点，即本次要调整位置的节点       * length 代表当前堆的长度 * @param num * @param s * @param length */private void getMaxHeap(int[] num, int s, int length) {if(num==null)return ;int temp = num[s]; // j=2*j+1是要找到j的孩子节点 for(int j = 2*s+1;j<length;j=2*j+1){ // j=2*s+1为s节点的左孩子，j+1为s节点的右孩子 // 将j指向子节点中较大值if(num[j]<num[j+1])j++;// 判断父节点和子节点最大值的关系if(temp>=num[j])break ; // 如果s节点的值大于其最大的孩子节点值，则，循环结束，本次不做任何改变// 否则num[s] = num[j]; // 否则将较大的孩子节点的值赋值给父节点   s = j; // 将j的值赋值给s，即j成为了下一波的父节点，继续比较}num[s] = temp; // 将temp放在指定位置}/** * 归并排序： * 将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表 即把待排序序列分为若干个子序列，      *     每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列   * @param num * @param left * @param right */public void mergeSort(int[] num,int left,int right){if(num==null)return ;int mid = (left+right)/2;if(left<right){// 处理左边mergeSort(num, left, mid);// 处理右边mergeSort(num, mid+1, right);// 左右归并merge(num, left, mid, right);}}private void merge(int[] num, int left, int mid, int right) {// 定义一个辅助数组，所以该算法的空间复杂度为O(N)int[] temp = new int[right-left+1];int i = left;int j = mid+1;int k = 0;// 找出较小值元素放入temp数组中while(i<=mid&&j<=right){if(num[i]<num[j])temp[k++] = num[i++];elsetemp[k++] = num[j++];}// 处理较长部分while(i<=mid){temp[k++] = num[i++];}while(j<=right){temp[k++] = num[j++];}// 使用temp中的元素覆盖num中的元素for(int k2 = 0;k2<temp.length;k2++){num[k2+left] = temp[k2];}}/** * 基于循环的二分查找实现算法 * @param num * @param target * @return */public int halfSearch(int[] num,int target){if(num==null)return -1;int left = 0;int right = num.length-1;while(left<=right){int mid = (left+right)/2;int midValue = num[mid];if(midValue>target)right = mid-1;else if(midValue<target)left = mid+1;elsereturn mid;}return -1;}/** * 基于递归实现的二分查找算法 * @param num * @param left * @param right * @param target * @return */public int halfSearch2(int[] num,int left,int right,int target){if(num==null)return -1;int mid = (left+right)/2;int midValue = num[mid];if(left<=right){if(midValue>target)return halfSearch2(num, left, mid-1, target);else if (midValue<target) return halfSearch2(num, mid+1, right, target);elsereturn mid;}return -1;}}