Java编程基于快速排序的三个算法题实例代码

2024-07-13 10:17:17

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供稿：网友

快速排序原理简介

快速排序是我们之前学习的冒泡排序的升级，他们都属于交换类排序，都是采用不断的比较和移动来实现排序的。快速排序是一种非常高效的排序算法，它的实现，增大了记录的比较和移动的距离，将关键字较大的记录从前面直接移动到后面，关键字较小的记录从后面直接移动到前面，从而减少了总的比较次数和移动次数。同时采用“分而治之”的思想，把大的拆分为小的，小的拆分为更小的，其原理如下：对于给定的一组记录，选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描，将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分，直到序列中的所有记录均有序为止。

一，最小的k个数

输入n个数，找出其中最小的k个数，例如输入4,5,1,6,2,7,3,8,个数字，则最小的数字是1,2,3,4

基于O(n)的算法，可以用基于Partion函数解决这个问题，如果基于数组的第k个数字来调整，使得比第k个数字小的所有数字都位于数组的左边，比第k个数组大的所有数字都位于数组的右边，这样调整之后数组左边的k个数字就是最小的k个数字，不一定有序

java;">import java.util.Scanner;public class Main {	public static void main(String[] args) {		Scanner in=new Scanner(System.in);		int n=in.nextint();		int k=in.nextint();		int[] num=new int[n];		int[] out=new int[k];		for (int i=0;i<n;i++){			num[i]=in.nextint();		}		Boolean b=GetMinK(n,num,k,out);		if(b){			for (int i=0;i<k;i++){				System.out.print(out[i]+" ");			}		}	}	public static Boolean GetMinK(int uiInputNum, int[] pInputArray, int uiK, int[] pOutputArray){		if(pInputArray==null||pOutputArray==null||uiK>uiInputNum||uiInputNum<=0||uiK<=0){			return false;		}		int start=0;		int end=uiInputNum-1;		int index=partition(pInputArray,start,end);		while(index!=uiK-1){			if(index>uiK-1){				//index在k-1的右边 				end=index-1;				index=partition(pInputArray,start,end);			} else{				start=index+1;				index=partition(pInputArray,start,end);			}		}		for (int i=0;i<uiK;i++){			pOutputArray[i]=pInputArray[i];		}		return true;	}	//partion分区函数，返回数组a的首元素快排的索引值index 	public static int partition(int[] a,int start,int end){		int privot=a[start];		int i=start;		int j=end;		while(i<j){			while(i<j&&privot<=a[j]){				j--;			}			swap(a,i,j);			while(i<j&&privot>=a[i]){				i++;			}			swap(a,i,j);		}		return i;	}	public static void swap(int[] a,int i,int j){		int t=a[i];		a[i]=a[j];		a[j]=t;	}}

二，数组中出现次数超过一半的数字

数组中有一个数字出现次数超过数组长度的一半，请找出这个数字。例如1,2，3,2,2,2,5,4,2，数字2在数组中出现了5次，超过数组长度的一半，输出2

受快速排序的启发，在快速排序中，现在数组中选择一个数字，然后调整数组中的数字的顺序，使得比选中数字小的数字都排在它的左边，比选中数字大的数字都排在它的右边。

如果选中的数字的下标刚好是n/2，那么这个数字就是数组中的中位数

import java.util.Scanner;public class Main {	public static void main(String[] args) {		Scanner in=new Scanner(System.in);		int n=in.nextint();		int[] num=new int[n];		for (int i=0;i<n;i++){			num[i]=in.nextint();		}		int b=GetHalfNum(n,num);		if(b!=-1){			System.out.println(b);		}	}	public static int GetHalfNum(int uiInputNum, int[] pInputArray){		if(pInputArray==null||uiInputNum<=0){			return -1;		}		int middle=uiInputNum>>1;		//长度的一半 		int start=0;		int end=uiInputNum-1;		int index=partition(pInputArray,start,end);		while(index!=middle){			//如果不等于长度的一半说明就没有找到这个中位数 			if(index>middle){				end=index-1;				index=partition(pInputArray,start,end);			} else{				start=index+1;				index=partition(pInputArray,start,end);			}		}		return pInputArray[index];		//index=middle	}	public static int partition(int[] a,int start,int end){		int privot=a[start];		int i=start;		int j=end;		while(i<j){			while(i<j&&privot<=a[j]){				j--;			}			swap(a,i,j);			while(i<j&&privot>=a[i]){				i++;			}			swap(a,i,j);		}		return i;	}	public static void swap(int[] a,int i,int j){		int t=a[i];		a[i]=a[j];		a[j]=t;	}}

三，找出数组中第k个最小的数

例如给定数组1,5,2,6,8,0,6中，第4小的数字是5

import java.util.Scanner;public class Main {	public static void main(String[] args) {		Scanner in=new Scanner(System.in);		int n=in.nextint();		int k=in.nextint();		int[] num=new int[n];		//int[] out=new int[k]; 		for (int i=0;i<n;i++){			num[i]=in.nextint();		}		int b=GetMinK(n,num,k);		if(b!=-1){			System.out.println(b);		}	}	public static int GetMinK(int uiInputNum, int[] pInputArray, int uiK){		if(pInputArray==null||uiK>uiInputNum||uiInputNum<=0||uiK<=0){			return -1;		}		int start=0;		int end=uiInputNum-1;		int index=partition(pInputArray,start,end);		while(index!=uiK-1){			//如果index不是k-1的位置 			if(index>uiK-1){				end=index-1;				index=partition(pInputArray,start,end);			} else{				start=index+1;				index=partition(pInputArray,start,end);			}		}		return pInputArray[index];		//返回的这个位置的数值	}	public static int partition(int[] a,int start,int end){		int privot=a[start];		int i=start;		int j=end;		while(i<j){			while(i<j&&privot<=a[j]){				j--;			}			swap(a,i,j);			while(i<j&&privot>=a[i]){				i++;			}			swap(a,i,j);		}		return i;	}	public static void swap(int[] a,int i,int j){		int t=a[i];		a[i]=a[j];		a[j]=t;	}}

总结

以上就是本文关于Java编程基于快速排序的三个算法题实例代码的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持！

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