数组中的常见算法：排序算法及Arrays工具类的使用
排序算法
排序：假设含有n个记录的序列为{R1,R2,…,Rn}，其相应的关键字序列为{K1,K2,…Kn}。将这些记录重新排序为{Ri1,Ri2,…Rin}，使得相应的关键字值满足条Ki1<=Ki2<=…Kin，这样的一种操作称为排序。
》通常来说，排序的目的是快速查找。
衡量排序算法的优劣：
1.时间复杂度：分析关键字的比较次数和记录的移动次数。
2.空间复杂度：分析排序算法中需要多少辅助内存。
3.稳定性：若两个记录A和B的关键字值相等，但排序后A、B的先后次序保持不变，则称这种排序算法是稳定的。
排序算法分类：内部排序和外部排序。
》内部排序：整个排序过程不需要借助外部储存器(如磁盘等)，所有排序操作都在内存中完成。
》外部排序：参与排序的数据非常多，数据量非常大，计算机无法把整个排序过程放在内存中完成，必须借助外部储存器(如磁盘)。外部排序最常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。
十大内部排序算法
选择排序：
直接选择排序，堆排序
交换排序：
冒泡排序，快速排序
插入排序：
直接插入排序，折半插入排序，Shell排序
归并排序
桶式排序
基数排序
算法的5大特征
| 输入(input) | 有0个或多个输入数据，这些输入必须有清楚的描述和定义 |
|---|---|
| 输出(Output) | 至少有1个或多个输出结果，不可以没有输出结果 |
| 有穷性(有限性，Finiteness) | 算法在有限的步骤之后会自动结束而不是无限循环，并且每一个步骤可以在可接受的时间内完成 |
| 确定性(明确性，Definiteness) | 算法中的每一步都有确定的含义，不会出现二义性 |
| 可行性(有效性，Effectiveness) | 算法的每一步都是清楚且可行的，能让用户用纸笔记计算而求出的答案 |
说明：
满足确定性的算法也称为：确定性算法。现在人们也关注更广泛的概念，例如考虑各种非确定性的算法，如并行算法、概率算法等。另外，人们也关注并不要求终止的计算描述，这种描述有时被称为过程(procedure)。
冒泡排序
介绍：
冒泡排序的原理非常简单，它重复的走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
排序思想：
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大(升序)，就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一队到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
- 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较为止。
/*
*
* 数组的冒泡排序的实现
*/
public class BubbleSorTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{
23,-12,47,11,0,21,-63,99,34,78};
//冒泡排序
for (int i = 0; i < arr.length - 1;i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i;j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
}
}
快速排序
介绍：
快速排序通常明显比同为O(nlogn)的其他算法更快，因此常被采用，而且快排采用了分治法的思想，所以在很多笔试面试中能经常看到快排的影子。可见掌握快排的重要性。
快速排序(Quick Sort)由图灵奖获得者Tony Hoare发明，被列为20世纪十大算法之一，是迄今为止所有内排序算法中速度最快的一种。冒泡排序的升级版，交换排序的一种。快速排序的时间复杂度为O(nlog(n))。
排序思想：
- 从数列中挑出一个元素，称为"基准"（pivot）。
- 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准大的摆放在基准后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区结束之后，该基准就处在数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。
- 递归地（recursive）把小于基准元素的子数列和大于基准元素的子数列排序。
- 递归的最底层情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去，但是这个算法总会结束，因此在每次迭代（iteration）中，他至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
排序方法性能对比
1.从平均时间而言：快速排序最佳。但在最坏的情况下时间性能不如堆排序和归并排序。
2.从算法简单性来看：由于直接选择排序、直接插入排序和冒泡排序的算法比较简单，将其认为是简单算法。对于Shell排序、堆排序、快速排序和归并排序算法，其算法比较复杂，认为是复杂排序。
3.从稳定性看：直接插入排序、冒泡排序和归并排序是稳定的；而直接选择排序、快速排序、Shell排序和堆排序是不稳定排序。
4.从待排序的记录数n的大小看，n较小时，宜采用简单排序；而n较大时宜采用改进排序。
Arrays工具类的使用
java.util.Arrays类即为操作数组的工具类，包含了用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。
1.boolean equals (int[] a,int[] b)
判断两个数组是否相等。
2.String toString(int[] a)
输出数组信息。
3.void fill(int[] a,int val)
将指定值填充到数组中。
4.void sort(int[] a)
对数组进行排序。
5.int binarySearch(int[] a,int key)
对排序后的数组进行二分法检索指定的值。
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
//1.boolean equals (int[] a,int[] b)：判断两个数组是否相等。
int [] arr1 = new int[] {
1,2,3,4};
int [] arr2 = new int[] {
1,3,2,4};
boolean isEquale = Arrays.equals(arr1, arr2);
System.out.println(isEquale);
//2.String toString(int[] a)：输出数组信息。
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
//3.void fill(int[] a,int val)：将指定值填充到数组中。
Arrays.fill(arr2, 10);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
//4.void sort(int[] a)：对数组进行排序。
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
//5.int binarySearch(int[] a,int key)：对排序后的数组进行二分法检索指定的值。
int[] arr3 = new int[] {
-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
int index = Arrays.binarySearch(arr3, 333);
if (index >= 0) {
System.out.println(index);
}else {
System.out.println("未找到");
}
}
}