Java数据结构与算法-快速排序与归并排序
快速排序
1. 快速排序原理
2. 快排的递归实现
3. 代码
4. 测试排序的速度
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1，排序原理
快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。
基本思想：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 -
2，快速排序的示意图
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3，快速排序的应用实例
需求：对{20,7,10,-12,-3,9}进行快速排序
代码实现：
package com.atxiaopeng.sort;
import java.util.Arrays;
public class QuickSort {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int []arr = {20,7,10,-12,-3,9};
quickSort(arr, 0,arr.length-1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static void quickSort(int[]a,int left,int right) {
int l = left;
int r = right;
int pivot = a[(left+right)/2];
int temp = 0;
while (l<r) {
while (a[l]<pivot) {
l+=1;
}
while (a[r]>pivot) {
r-=1;
}
if (l>=r) {
break;
}
temp = a[l];
a[l] = a[r];
a[r] = temp;
if (a[l] == pivot) {
r-=1;
}
if (a[r] == pivot) {
l+=1;
}
}
if (l == r) {
r-=1;
l+=1;
}
//向左递归
if (left < r) {
quickSort(a, left, r);
}
if (right>l) {
quickSort(a, l, right);
}
}
}
排序的结果
- 4，测试排序800000个随机数的速度
Date date1= new Date();
SimpleDateFormat s1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String f1 = s1.format(date1);
System.out.println("排序前的时间："+f1);
int []arr1 = new int[800000];
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
arr1[i] = (new Random().nextInt()+1)*800000;
}
quickSort(arr1, 0, arr1.length-1);
Date date2= new Date();
SimpleDateFormat f2 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String f3 = f2.format(date2);
速度还是比较稳定的，平均在1秒左右
归并排序
1. 归并排序的原理
2. 分析
3. 案例及代码实现
4. 测试排序速度
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1，归并排序的原理
归并排序（MERGE-SORT）是利用归并的思想实现的排序方法，该算法采用经典的分治（divide-and-conquer）策略（分治法将问题分(divide)成一些小的问题然后递归求解，而治(conquer)的阶段则将分的阶段得到的各答案"修补"在一起，即分而治之)
-
2，分析
归并的过程：
借助一个辅助的数组temp进行存储。
然后再把排好序的数组赋值个原数组。
思路：- 1，先把数组进行递归分割，划分到不能分割
- 然后在进行比较合并，把小的那个数先赋值给temp辅助数组，然后再把temp数组的值依次往回返赋值给原数组，每次比较后的值就赋值给原数组。
-
3，案例及代码
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需求：排序 {8,4,5,7,1,3,6,2};
代码实现：
package com.atxiaopeng.sort;
import java.util.Arrays;
public class MergetSort {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int[] arr = {8,4,5,7,1,3,6,2};
int[] temp = new int [arr.length];
mergetSort(arr, 0, arr.length-1, temp);
System.out.println("最终结果："+Arrays.toString(arr));
}
//分+合的方法
public static void mergetSort(int[]arr,int left,int right,int[]temp) {
if (left<right) {
int mid = (left+right)/2;
//向左进行递归
mergetSort(arr, left, mid, temp);
//向右进行递归
mergetSort(arr, mid+1, right, temp);
merget(arr, left, mid, right, temp);
}
}
//合的方法
public static void merget(int arr[],int left,int mid,int right,int[]temp) {
int i = left;
int j = mid+1;
int t = 0;
while (i<=mid&&j<=right) {
if (arr[i]<=arr[j]) {
temp[t] = arr[i];
t++;
i++;
}else {
temp[t] = arr[j];
t++;
j++;
}
}
while (i<=mid) {
temp[t] = arr[i];
t++;
i++;
}
while (j<=right) {
temp[t] = arr[j];
t++;
j++;
}
//把temp拷贝导arr[]数组中
t = 0;
int templeft = left;
System.out.println("辅助数组：left"+left+" right"+right+Arrays.toString(temp));
while (templeft<=right) {
arr[templeft] = temp[t];
t++;
templeft++;
}
System.out.println("原始数组：left"+left+" right"+right+Arrays.toString(arr));
System.out.println("==========================================");
}
}
排序的过程及结果：
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4，测试排序速度
需求：排序80000个随机数代码实现：
int arr1 [] = new int [80000];
int temp1[] = new int [arr1.length];
for (int i = 0; i < temp1.length; i++) {
arr1[i] = (new Random().nextInt()+1)*80000;
}
Date date = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String f1 = simpleDateFormat.format(date);
System.out.println("归并排序前："+f1);
mergetSort(arr1, 0, arr1.length-1, temp1);
Date date2 = new Date();
SimpleDateFormat f2 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String f3 = f2.format(date2);
System.out.println("归并排序后："+f3);
排序时间：
平均时间不到1秒。
欢迎指正，共同进步。