冒泡排序
冒泡排序是一种简单的排序算法,它重复地遍历要排序的列表,依次比较相邻两个元素,如果它们的顺序错误就交换它们。重复多次,直到没有任何一对数字需要交换为止,最终得到有序列表。
冒泡排序的时间复杂度为 O(n^2),不适合处理大量数据。
public class BubbleSort {
public static void bubbleSort(int[] arr) {
int n = arr.length;
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
// 交换arr[j]和arr[j+1]的位置
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
bubbleSort(arr);
System.out.print("排序后的数组:");
for (int num : arr) {
System.out.print(num + " ");
}
}
}
在上述代码中,我们定义了一个名为 BubbleSort 的类,其中包含了一个静态方法 bubbleSort 用于实现冒泡排序。在 main 方法中,我们创建了一个包含 7 个元素的整数数组,并调用 bubbleSort 方法对其进行排序。最终输出结果为 11 12 22 25 34 64 90。
请注意,冒泡排序是一种简单但效率较低的排序算法,时间复杂度为 O(n^2)。对于大规模数据可能不太适用,更高效的排序算法如快速排序、归并排序等可以考虑使用。
快速排序
快速排序是一种基于分治思想的高效排序算法,它选取一个元素作为基准值,将数组分为小于基准值和大于基准值的两个子数组,然后对这两个子数组进行递归排序,最终得到有序数组。
快速排序的时间复杂度为平均情况下的 O(nlogn),最坏情况下为 O(n^2)。
public class QuickSort {
public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
if (low < high) {
int pivotIndex = partition(arr, low, high); // 划分操作
quickSort(arr, low, pivotIndex - 1); // 对左子数组进行快速排序
quickSort(arr, pivotIndex + 1, high); // 对右子数组进行快速排序
}
}
public static int partition(int[] arr, int low, int high) {
int pivot = arr[high]; // 选取最后一个元素作为基准
int i = low - 1;
for (int j = low; j < high; j++) {
if (arr[j] <= pivot) {
i++;
swap(arr, i, j); // 将较小的元素交换到前面
}
}
swap(arr, i+1, high); // 将基准元素放到正确的位置
return i + 1;
}
public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
int n = arr.length;
quickSort(arr, 0, n - 1);
System.out.print("排序后的数组:");
for (int num : arr) {
System.out.print(num + " ");
}
}
}
归并排序
归并排序也是一种基于分治思想的排序算法,它将数组划分为较小的子数组,然后对子数组进行递归排序,最终通过合并操作得到有序数组。
归并排序的时间复杂度为 O(nlogn),但需要额外的空间来存储合并过程中的数组。
public class MergeSort {
public static void mergeSort(int[] arr, int low, int high) {
if (low < high) {
int mid = (low + high) / 2;
mergeSort(arr, low, mid); // 对左半部分进行归并排序
mergeSort(arr, mid + 1, high); // 对右半部分进行归并排序
merge(arr, low, mid, high); // 合并两个有序数组
}
}
public static void merge(int[] arr, int low, int mid, int high) {
int n1 = mid - low + 1;
int n2 = high - mid;
int[] leftArr = new int[n1];
int[] rightArr = new int[n2];
for (int i = 0; i < n1; ++i)
leftArr[i] = arr[low + i];
for (int j = 0; j < n2; ++j)
rightArr[j] = arr[mid + 1 + j];
int i = 0, j = 0;
int k = low;
while (i < n1 && j < n2) {
if (leftArr[i] <= rightArr[j]) {
arr[k] = leftArr[i];
i++;
} else {
arr[k] = rightArr[j];
j++;
}
k++;
}
while (i < n1) {
arr[k] = leftArr[i];
i++;
k++;
}
while (j < n2) {
arr[k] = rightArr[j];
j++;
k++;
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
int n = arr.length;
mergeSort(arr, 0, n - 1);
System.out.print("排序后的数组:");
for (int num : arr) {
System.out.print(num + " ");
}
}
}
总之,冒泡排序是一种简单但效率低下的算法,适合处理小型数据;快速排序和归并排序都是高效的排序算法,对于大量数据具有很好的处理效果,但在实际应用中需要根据数据规模和性质选择合适的算法。