Java进阶第四章——数据结构：算法
常见的算法
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排序算法：冒泡排序、选择排序
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查找算法：二分查找法
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Java中实际上已经封装好了这些算法，例如Java中提供的一个数组工具类：java.util.Arrays中有一个静态方法sort方法。
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对于其中的一些原理请阅读数据结构学习笔记：
①查找算法：数据结构学习第七章查找
②排序算法：数据结构学习第八章排序
7.冒泡排序算法
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冒泡排序核心思想：
①可以从前往后（也可以从后往前），依次两两比较，不符合规则的即交换。
②经过一趟比较后，已经有一个处于正确的位置，减去这个元素继续冒泡排序。
③有n个元素，经过n-1趟排序后，排序完成。
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用Java实现冒泡排序
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {2,5,23,52,1,34};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf(String.valueOf(arr[i]) + " "); //2 5 23 52 1 34
}
//冒泡排序实现从小到大排序
for (int i = arr.length-1; i >0; i--) {
for (int j = 0; j < i; j++) {
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp;
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1]=temp;
}
} }
System.out.println();
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf(String.valueOf(arr[i]) + " "); //1 2 5 23 34 52
}
}
}
8.选择排序算法
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选择排序核心思想：
每次找出最小值与对还未排序的数据元素中第一个元素进行交换。
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用Java实现选择排序算法
public class SelectSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {2,5,23,52,1,34};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf(String.valueOf(arr[i]) + " "); //2 5 23 52 1 34
}
//从小到大选择排序
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//记录最小值下标为：第一个元素
int min = i;
for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
if(arr[j]<arr[min]){
//遍历后面的元素，如果元素小于最小值，更新最小值下标
min = j;
}
}
//遍历完后面的元素，如果最小值有变，这需要更换位置。
if(min != i){
int temp;
temp = arr[min];
arr[min] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
}
System.out.println();
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf(String.valueOf(arr[i]) + " "); //1 2 5 23 34 52
}
}
}
9.二分查找
- 普通查找就是一个一个找，也就是把数组从头到尾遍历一次，如果有就返回下标。
public class ArraySearch {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {2,5,23,52,1,34};
int index = Search(arr,52);
System.out.println(index == -1 ? "该元素不存在！" : "该元素下标是：" + index); //该元素下标是：3
int index2 = Search(arr,100);
System.out.println(index2 == -1 ? "该元素不存在！" : "该元素下标是：" + index2); //该元素不存在！
}
public static int Search(int[] arr,int index){
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if(arr[i] == index){
return i;//结束当前方法
}
}
return -1;
}
}
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二分法查找：在已经排序好的算法中进行查找。每次将待查记录的所在区间缩小一半
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二分法查找核心思想：
①设表长n，设置指针low，high和mid分别指向待查元素所在区间的上界、下界和中点，key为要查找的值。
②初始，low=0，high=arr.length-1，mid=(low+high)/2。（注：由于计算机存储原理，若mid有小数部分，则向下取整数）
③让key与mid所指记录比较：
—若key==R[mid].key，查找成功
—若key<=R[mid].key，high=mid-1
—若key>=R[mid].key，low=mid+1
④重复③，直到low>high时，查找失败。
public class ArraySearchTwo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {100,200,235,600,1000,2000,9999 };
//找出arr这个数组中2000所在的下标
int index = binarySeary(arr,2000);
System.out.println(index == -1 ? "该元素不存在" : "该元素的下标为：" + index);//该元素的下标为：5
int index2 = binarySeary(arr,300);
System.out.println(index2 == -1 ? "该元素不存在" : "该元素的下标为：" + index2);//该元素不存在
}
private static int binarySeary(int[] arr, int dest) {
//开始下标low
int low = 0;
//结束下标high
int high = arr.length -1;
while(low <= high){
int mid = (low + high) / 2;
if(arr[mid] == dest){
return mid;
} else if (arr[mid] < dest) {
//目标在中间的右边，开始元素下标low变化
low = mid + 1;
}else {
//目标在中间的右边，结束下标high变化
high = mid - 1;
}
}
return -1;
}
}
10. Arrays工具类使用
- 在开发中，java.util.Arrays工具类中的方法在开发中要参考API帮助文档。
- 使用工具类实现进行二分查找
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {3,6,45,21,47,51,31,4,7};
//使用工具类排序
Arrays.sort(arr);
//输出排序好的结果
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf(arr[i] + " "); //3 4 6 7 21 31 45 47 51
}
System.out.println();
//二分查找（需要已经排序好的数组），使用工具类
int index = Arrays.binarySearch(arr,45);
System.out.println(index == -1 ? "该元素不存在" : "该元素下标："+index); //该元素下标：6
}
}
——本章节为个人学习笔记。学习视频为动力节点Java零基础教程视频：动力节点—JAVA零基础教程视频