排序&二分查找

二分查找

二分查找算法也称为折半搜索、二分搜索
在有序数组中查找某指定元素的搜索算法。企业面试常见考试的类型。
* 有序：二分查找法只适用于有序的数组，对于无序的数组如果想要使用二分查找法查找某数据，必须先对目标数组进行排序。

• 原理：二分查找法，即对一个有序的数组每次取数组中间下标的数据与目标key值进行比较，快速缩小查找范围。

/** * 6,8,10,12,14,16,18,20--midVal = 12 > key * 6,8,10                --midVal = 8  < key * 10                    --midVal = 10 ==key 查找成功 */public class Test01_BinarySearch {    public static void main(String[] args) {        int[] a = {6,8,10,12,14,16,18,20};// 测试数组        int key = 10;// 目标key值        int index = binarySearch(a,key);// 使用我们写的二分查找法进行查找        System.out.println("binarySearch:"+key+" index:"+index);        int arrays = Arrays.binarySearch(a, key);// 调用Java官方提供的二分查找法查找数据        System.out.println("Arrays:"+key+" index:"+arrays);    }    private static int binarySearch(int[] a, int key) {        int low = 0;// 记录最小下标        int high = a.length-1;// 记录最大下标        while(low <= high){// 当low > high时说明数组中没有查找的key值            int mid = (low+high) >>> 1;// 计算中间下标            int midVal = a[mid];// 取得中间下标对应的值            if(midVal > key){// 将中间值与目标key值进行比较                high = mid-1;// 查找范围减半            }else if(midVal < key){                low = mid+1;            }else{                return mid;            }        }        return -1;// 查找数据不存在    }}

排序

排序是计算机程序设计中的一种重要操作，是指将一个任意的序列，排列成一个关键字有序的序列。

选择排序

• 原理：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。

public class Test02_SelectSort {    public static void main(String[] args) {        int[] a = new int[10];        Random random = new Random();        for(int i=0;i<a.length;i++){                    a[i] = random.nextInt(100);        }// 利用随机数产生一个随机数组        System.out.println(Arrays.toString(a));        selectSort(a);// 排序        System.out.println(Arrays.toString(a));    }    // 选择排序，降序    static void selectSort(int[] a){        for(int i=0;i<a.length;i++){// 外层循环每一趟完成一个位置上数据的排序            // 内层循环将该位置上的元素与其他所有元素进行比较，确定该位置上的元素，如第一次找到最大值放在第一个            for(int j=i+1;j<a.length;j++){                if(a[j]>a[i]){// 如果有元素大于该位置上的元素，就交换两个元素                    int t = a[i];                    a[i] = a[j];                    a[j] = t;                }            }        }    } }

冒泡排序

• 原理：依次比较相邻的两个数，将小数放在前面，大数放在后面。升序

public class Test03_BubbleSort {    public static void main(String[] args) {        int[] a = new int[10];        Random random = new Random();        for(int i=0;i<a.length;i++){            a[i] = random.nextInt(101);        }        System.out.println(Arrays.toString(a));        bubbleSort(a);        System.out.println(Arrays.toString(a));    }    // 冒泡排序    static void bubbleSort(int[] a){        for(int i=1;i<a.length;i++){            for(int j=0;j<a.length-i;j++){// 内层循环循环一次选出一个最大的数放在数组最后                if(a[j] > a[j+1]){                    int t = a[j];                    a[j] = a[j+1];                    a[j+1] = t;                }            }        }    }}

插入排序

• 原理:将数据插入到已经排好序的有序数据中，得到一个新的、个数加一的有序数据。

public class Test04_InsertSort {    public static void main(String[] args) {        int[] a = new int[10];        Random random = new Random();        for (int i = 0; i < a.length; i++) {            a[i] = random.nextInt(101);        }        System.out.println(Arrays.toString(a));        insertSort(a);        System.out.println(Arrays.toString(a));    }    static void insertSort(int[] a) {        for (int i = 1; i < a.length; i++) {            int k = a[i];            int j;            for (j = i - 1; j >= 0 && k > a[j]; j--) {                a[j + 1] = a[j];            }            a[j + 1] = k;        }    }}

快速排序

快速排序的过程是首先选择一个基准，如下标为0的数值。先从后往前找一个比基准大的数，然后将此数值与基准交换，再从前往后找一个比基准小的数值，然后在将此小数值与基准交换。如此反复…

• 原理：快速排序使用分治法来设计算法：取一个基准元素，拆分之后基准元素左边的都比基准元素大，右边的元素都比基准元素小，然后分别对两个子数组排序。降序

public class Test05_QuickSort {    public static void main(String[] args) {        int[] a = new int[10];        Random random = new Random();        for(int i=0;i<a.length;i++){            a[i] = random.nextInt(100);        }        System.out.println(Arrays.toString(a));        quickSort(a,0,a.length-1);        System.out.println(Arrays.toString(a));    }    private static void quickSort(int[] a, int low, int high) {        if(low>=high){// 递归的中止条件            return;        }        int l = low;        int h = high;        boolean isRight = false;        while(l < h){            if(a[l] < a[h]){                int t = a[l];                a[l] = a[h];                a[h] = t;                isRight = !isRight;            }            if(isRight){                l++;            }else{                h--;            }        }        quickSort(a,low,l-1);// 对子数组进行排序        quickSort(a,l+1,high);    }}