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java 中冒泡、二分、快速算法详解

2024-07-13 10:09:16
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供稿:网友

1、冒泡算法的原理:

冒泡排序算法的一般性策略:搜索整个值列,比较相邻元素,如果两者的相对次序不对,则交换它们,其结果是最大值“想水泡一样”移动到值列的最后一个位置上,这也是它在最终完成排序的值列中合适的位置。然后再次搜索值列,将第二大的值移动至倒数第二个位置上,重复该过程,直至将所有元素移动到正确的位置上。

下面是两个Java冒泡算法程序

2、冒泡代码如下:

public class BubbleSort {  public static void bubbleSort(int[] a) {    int temp;    for (int i = 0; i < a.length - 1; ++i) {      for (int j = a.length - 1; j > i; --j) {        if (a[j] < a[j - 1]) {          temp = a[j];          a[j] = a[j - 1];          a[j - 1] = temp;        }      }    }  }  public static void main(String[] args) {    int a[] = { 49,38,65,97,76,13,27,49};    bubbleSort(a);    System.out.println(Arrays.toString(a));  }} 

2、二分算法

(1)前提:二分查找的前提是需要查找的数组必须是已排序的,我们这里的实现默认为升序

(2)原理:将数组分为三部分,依次是中值(所谓的中值就是数组中间位置的那个值)前,中值,中值后;将要查找的值和数组的中值进行比较,若小于中值则在中值前面找,若大于中值则在中值后面找,等于中值时直接返回。然后依次是一个递归过程,将前半部分或者后半部分继续分解为三部分。可能描述得不是很清楚,若是不理解可以去网上找。从描述上就可以看出这个算法适合用递归来实现,可以用递归的都可以用循环来实现。所以我们的实现分为递归和循环两种,可以根据代码来理解算法

(3)实现:代码如下

 package org.cyxl.algorithm.search;      /**   * 二分查找   * @author cyxl   *   */   public class BinarySearch {     private int rCount=0;     private int lCount=0;          /**     * 获取递归的次数     * @return     */     public int getrCount() {       return rCount;     }        /**     * 获取循环的次数     * @return     */     public int getlCount() {       return lCount;     }   /**     * 执行递归二分查找,返回第一次出现该值的位置     * @param sortedData  已排序的数组     * @param start     开始位置     * @param end      结束位置     * @param findValue   需要找的值     * @return       值在数组中的位置,从0开始。找不到返回-1     */     public int searchRecursive(int[] sortedData,int start,int end,int findValue)     {       rCount++;       if(start<=end)       {        //中间位置         int middle=(start+end)>>1;  //相当于(start+end)/2         //中值         int middleValue=sortedData[middle];                  if(findValue==middleValue)         {           //等于中值直接返回       return middle;         }         else if(findValue<middleValue)         {           //小于中值时在中值前面找           return searchRecursive(sortedData,start,middle-1,findValue);         }         else         {          //大于中值在中值后面找           return searchRecursive(sortedData,middle+1,end,findValue);         }       }       else       {         //找不到         return -1;       }     }    /**     * 循环二分查找,返回第一次出现该值的位置     * @param sortedData  已排序的数组     * @param findValue   需要找的值     * @return       值在数组中的位置,从0开始。找不到返回-1     */     public int searchLoop(int[] sortedData,int findValue)     {       int start=0;      int end=sortedData.length-1;              while(start<=end)       {         lCount++;         //中间位置         int middle=(start+end)>>1;  //相当于(start+end)/2         //中值        int middleValue=sortedData[middle];                 if(findValue==middleValue)         {           //等于中值直接返回           return middle;        }       else if(findValue<middleValue)         {           //小于中值时在中值前面找           end=middle-1;        }        else         {           //大于中值在中值后面找           start=middle+1;         }       }       //找不到       return -1;     }   } 

4、测试代码

package org.cyxl.algorithm.search.test;      import org.cyxl.algorithm.search.BinarySearch;   import org.junit.Test;         public class BinarySearchTest {     @Test     public void testSearch()     {       BinarySearch bs=new BinarySearch();              int[] sortedData={1,2,3,4,5,6,6,7,8,8,9,10};       int findValue=9;       int length=sortedData.length;             int pos=bs.searchRecursive(sortedData, 0, length-1, findValue);       System.out.println("Recursice:"+findValue+" found in pos "+pos+";count:"+bs.getrCount());       int pos2=bs.searchLoop(sortedData, findValue);              System.out.println("Loop:"+findValue+" found in pos "+pos+";count:"+bs.getlCount());     }   } 

5、总结:这种查找方式的使用场合为已排序的数组。可以发现递归和循环的次数是一样的

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