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  • java中的基本算法

    整理一下常用的又基础的算法。由于平时的项目比较简单,很少用到算法,但工作不只是眼前的苟且,还有诗和远方。

    1.链表

           链表用来存储数据,由一系列的结点组成。这些结点的物理地址不一定是连续的,即可能连续,也可能不连续,但链表里的结点是有序的。一个结点由数据的值和下一个数据的地址组成。一个链表内的数据类型可以是多种多样的。数组也是用来存储数据的,与链表相比,需要初始化时确定长度。一个数组内的数据都是同一类型。在Java中,ArrayList是通过数组实现,而LinkedList则通过链表实现。一个简单的链表类如下:

    public class Node{
    private Object data; private Node next; public Node(Object data){ this.data = data; }
    //省略set、get方法 }
    复制代码
     1 public class Node{
     2       private Object data;
     3   
     4       private  Node next;
     5   
     6       public Node(Object data){
     7                 this.data = data;
     8        }
     9   
    10      //省略set、get方法
    11 }
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    2.二叉树

             二叉树是n(n>=0)个结点的有序集合。每个结点最多有2个子节点,即左结点和右结点,且左右结点顺序不能更改。

      当n=0时,为空二叉树;当n=1时,为只有一个根二叉树。

    public class BinTree {

      private BinTree lChild;//左结点

      private BinTree rChild;//右结点

      private Object data; //数据域

      public BinTree getlChild() {
        return lChild;
      }

    public void setlChild(BinTree lChild) {
        this.lChild = lChild;
      }

    public BinTree getrChild() {
        return rChild;
      }

    public void setrChild(BinTree rChild) {
        this.rChild = rChild;
      }

    public Object getData() {
        return data;
      }

    public void setData(Object data) {
        this.data = data;
      }
    }

    复制代码
     1 public class BinTree {
     2     
     3     private BinTree lChild;//左结点
     4     
     5     private BinTree rChild;//右结点 
     6     
     7     private Object data; //数据域  
     8 
     9     public BinTree getlChild() {
    10         return lChild;
    11     }
    12 
    13     public void setlChild(BinTree lChild) {
    14         this.lChild = lChild;
    15     }
    16 
    17     public BinTree getrChild() {
    18         return rChild;
    19     }
    20 
    21     public void setrChild(BinTree rChild) {
    22         this.rChild = rChild;
    23     }
    24 
    25     public Object getData() {
    26         return data;
    27     }
    28 
    29     public void setData(Object data) {
    30         this.data = data;
    31     }
    32     
    33 }
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    3.排序

    (1)冒泡排序

           重复地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。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。时间复杂度 O(n²),为稳定算法。

      将数依次进行比较,并将大(或小)的,网后放,如下:

    public static void bubbleSort(int []arr) {
      for(int i =0;i<arr.length-1;i++) {
        for(int j=0;j<arr.length-i-1;j++) { //-1为了防止溢出
          if(arr[j]>arr[j+1]) { //把大的数放在后面
            int temp = arr[j];
            arr[j]=arr[j+1];
            arr[j+1]=temp;
          }
        }
      }
    }

    复制代码
     1     public static void bubbleSort(int []arr) {
     2         for(int i =0;i<arr.length-1;i++) {
     3             for(int j=0;j<arr.length-i-1;j++) {  //-1为了防止溢出
     4                 if(arr[j]>arr[j+1]) {  //把大的数放在后面
     5                     int temp = arr[j];
     6                      
     7                     arr[j]=arr[j+1];
     8                      
     9                     arr[j+1]=temp;
    10             }
    11             }    
    12         }
    13     }
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    (2)快速排序

      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

    public static void quickSort(int[] numbers,int low,int high){
      if(low < high) {
        int middle = getMiddle(numbers,low,high); //将numbers数组进行一分为二
        quickSort(numbers, low, middle-1); //对低字段表进行递归排序
        quickSort(numbers, middle+1, high); //对高字段表进行递归排序
      }
    }

    复制代码
    1     public static void quickSort(int[] numbers,int low,int high){
    2         if(low < high) {
    3           int middle = getMiddle(numbers,low,high); //将numbers数组进行一分为二
    4           quickSort(numbers, low, middle-1);   //对低字段表进行递归排序
    5           quickSort(numbers, middle+1, high); //对高字段表进行递归排序
    6         }
    7     
    8     }
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    (3)选择排序

           每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法(比如序列[5, 5, 3]第一次就将第一个[5]与[3]交换,导致第一个5挪动到第二个5后面)。

    public static void selectSort(int[]a){
      int minIndex=0;
      int temp=0;

      for(int i=0;i<a.length-1;i++) {
        minIndex=i;//无序区的最小数据数组下标
          for(intj=i+1;j<a.length;j++) {
          //在无序区中找到最小数据并保存其数组下标
          if(a[j]<a[minIndex]) {
            minIndex=j;
          }
        }
        //将最小元素放到本次循环的前端
        temp=a[i];
        a[i]=a[minIndex];
        a[minIndex]=temp;
      }
    }

    复制代码
     1 public static void selectSort(int[]a){
     2     int minIndex=0;
     3     int temp=0;
     4 
     5     for(int i=0;i<a.length-1;i++) {
     6         minIndex=i;//无序区的最小数据数组下标
     7         for(intj=i+1;j<a.length;j++) {
     8             //在无序区中找到最小数据并保存其数组下标
     9             if(a[j]<a[minIndex]) {
    10                 minIndex=j;
    11             }
    12         }
    13         //将最小元素放到本次循环的前端
    14         temp=a[i];
    15         a[i]=a[minIndex];
    16         a[minIndex]=temp;
    17     }
    18 }
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    (4)插入排序

      每步将一个待排序的记录,按其顺序码大小插入到前面已经排序的字序列的合适位置(从后向前找到合适位置后),直到全部插入排序完为止。

      每一个数和它前面的数依次进行比较,因为前面的数的顺序是已经排好的

    private static int[] insertSort(int[]arr){
      for(int i=1;i<arr.length;i++){
        for(int j=i;j>0;j--){
          if(arr[j]<arr[j-1]){
            int temp=arr[j];
            arr[j]=arr[j-1];
            arr[j-1]=temp;
          }else{
            break;
          }
        }
      }
      return arr;
    }

    复制代码
     1 private static int[] insertSort(int[]arr){
     2     for(int i=1;i<arr.length;i++){
     3         for(int j=i;j>0;j--){
     4             if(arr[j]<arr[j-1]){
     5                 int temp=arr[j];
     6                 arr[j]=arr[j-1];
     7                 arr[j-1]=temp;
     8              }else{
     9                  break;
    10             }
    11         }
    12       }
    13      return arr;
    14 }
    复制代码

    (5)希尔排序

      把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。

    public static void main(String [] args)
    {
      int[]a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1};
      //希尔排序
      int d=a.length;
      while(true){
        d=d/2;
        for(int x=0;x<d;x++){
          for(int i=x+d;i<a.length;i=i+d){
            int temp=a[i];
            int j;
            for(j=i-d;j>=0&&a[j]>temp;j=j-d){
              a[j+d]=a[j];
              }
              a[j+d]=temp;
            }
          }
          if(d==10){
          break;
        }
      }
    }

    复制代码
     1 public static void main(String [] args)
     2 {
     3     int[]a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1};
     4         //希尔排序
     5         int d=a.length;
     6             while(true){
     7                 d=d/2;
     8                 for(int x=0;x<d;x++){
     9                     for(int i=x+d;i<a.length;i=i+d){
    10                         int temp=a[i];
    11                         int j;
    12                         for(j=i-d;j>=0&&a[j]>temp;j=j-d){
    13                             a[j+d]=a[j];
    14                         }
    15                         a[j+d]=temp;
    16                     }
    17                 }
    18                 if(d==10){
    19                     break;
    20                 }
    21             }
    22 }
    复制代码

    (6)归并排序

      建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。时间复杂度O(n log n) 。

    public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {
      int mid = (low + high) / 2;
      if (low < high) {
        // 左边
        sort(nums, low, mid);
        // 右边
        sort(nums, mid + 1, high);
        // 左右归并
        merge(nums, low, mid, high);
      }
      return nums;
    }

    复制代码
     1     public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {
     2         int mid = (low + high) / 2;
     3         if (low < high) {
     4             // 左边
     5             sort(nums, low, mid);
     6             // 右边
     7             sort(nums, mid + 1, high);
     8             // 左右归并
     9             merge(nums, low, mid, high);
    10         }
    11         return nums;
    12     }
    复制代码

    (6)堆排序

      利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。(暂没理解)

    4.递归、迭代
      递归是自己调用自己,直到满足结束递归的条件时结束。迭代是不断的循环,直接循环结束。一般来说,能用迭代就不用递归,递归消耗资源大。

    递归
    int recursion(...){
        if(...) { //递归终止条件
        return abc(...);
      }
      return 0;
    }

    迭代
    int iteration(...){
        for(; ; ;) { //迭代终止条件
        a = b + c;
      }
    }

    复制代码
     1 递归
     2 int recursion(...){
     3     if(...) {  //递归终止条件
     4         return abc(...); 
     5     }
     6     return 0;
     7 }
     8 
     9 迭代
    10 int iteration(...){
    11     for(; ; ;) {    //迭代终止条件
    12         a = b + c;
    13     } 
    14 }
    复制代码

    5.位操作

      位操作与逻辑运算符是2种不同的东西,初学之时,自己还经常记不清。位操作有6种,即与(&)、或(|)、异或(^)、取反(~)、左移(<<)、右移(>>)。在这些位操作运算符中,只有取反(~)是弹幕运算符,其他5种都是双目运算符。

    6.概率

    7.排列组合

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