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  • 数组排序(选择排序和冒泡排序)

    1、-------寄语

        对于初学JAVA的同学来说,排序是在陌生不过的一个基础题了。但是由于自己刚刚步入学习JAVA的世界,很多东西不能很好的理解,导致自己虽然可以敲出代码或者大致能够想明白,

        但是对于解决问题的思想并没有很好的深入。(其实一开始学习也没必要太刨根问底,等到自己有一定的基础了,有时间了再研究一下。抱着研究的态度感觉会更好一点。其实大部分目前的

        开发者都是经过了一段时间的培训,在培训的过程中,课程速度特别快,有时候我们必须要“不拘小节”,掌握培训中的主流知识才是明智之举。如果你正在培训,请记住,抓住学习主线。)

    2、-------分析+代码

       目前对于数组的排序有主要的两种,一种是选择排序,一种是冒泡排序。当然大学学过数据结构的知道,还有一些其他的排序,这里就不说明了,有时间自己上网查查。其实排序在开发中并不常用,

       我们学习它是学一种思想,以后的业务逻辑中可能会用到,可能会有相似的逻辑或者培养了我们这种思想,我们今后可以举一反三。不要为了题目而题目,说了一些题外话,不好意思,言归正传。

       (1)选择排序(从小到大)

             1)思想:选择排序,让数组中的每一个数,依次与后面的数进行比较,如果前面的数大于后面的数,就进行位置的交换。这种说法或许有些人看不明白。换个说法,选择排序:第一个数依次与

                      后面的数比较,第一次比较完之后最小的数在最前面 。

              不理解的看看图应该就差不多了,真不明白就和明白的人讨论讨论吧。

     2)代码
    
                     import java.util.Arrays;
                     /**
                      * 练习排序-选择排序
                      * @author Administrator
                      *
                      */
                     public class Dome2 {
                                public static void main(String[] args) {
                                     //数组
                                     int[] arr = {5,3,7,2,6,7,6,5,4,1,9,8};
                                    //第一次循环,是确定一个数依次和后面数的比较的数。
                                    for (int i = 0; i < arr.length -1 ; i++) {
                                       //这个是和第一个数的比较的数
                                        for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
                                          //定义一个临时的变量,用来交换变量
                                           int temp ;  
                                           if(arr[i]>arr[j]){
                                                temp =  arr[i];
                                                arr[i] = arr[j];
                                                arr[j] = temp;
                                           }
                                       }
                                    }
                            //打印最后的排序结果
                            System.out.println(Arrays.toString(arr));
                             }
                    }

    (2)冒泡排序(从小到大)    

    原理:比较两个相邻的元素,将值大的元素交换至右端。

    思路:依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。

    举例说明:要排序数组:int[] arr={6,3,8,2,9,1};   

    第一趟排序:

        第一次排序:6和3比较,6大于3,交换位置:  3  6  8  2  9  1

        第二次排序:6和8比较,6小于8,不交换位置:3  6  8  2  9  1

        第三次排序:8和2比较,8大于2,交换位置:  3  6  2  8  9  1

        第四次排序:8和9比较,8小于9,不交换位置:3  6  2  8  9  1

        第五次排序:9和1比较:9大于1,交换位置:  3  6  2  8  1  9

        第一趟总共进行了5次比较, 排序结果:      3  6  2  8  1  9

    ---------------------------------------------------------------------

    第二趟排序:

        第一次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:3  6  2  8  1  9

        第二次排序:6和2比较,6大于2,交换位置:  3  2  6  8  1  9

        第三次排序:6和8比较,6大于8,不交换位置:3  2  6  8  1  9

        第四次排序:8和1比较,8大于1,交换位置:  3  2  6  1  8  9

        第二趟总共进行了4次比较, 排序结果:      3  2  6  1  8  9

    ---------------------------------------------------------------------

    第三趟排序:

        第一次排序:3和2比较,3大于2,交换位置:  2  3  6  1  8  9

        第二次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:2  3  6  1  8  9

        第三次排序:6和1比较,6大于1,交换位置:  2  3  1  6  8  9

        第二趟总共进行了3次比较, 排序结果:         2  3  1  6  8  9

    ---------------------------------------------------------------------

    第四趟排序:

        第一次排序:2和3比较,2小于3,不交换位置:2  3  1  6  8  9

        第二次排序:3和1比较,3大于1,交换位置:  2  1  3  6  8  9

        第二趟总共进行了2次比较, 排序结果:        2  1  3  6  8  9

    ---------------------------------------------------------------------

    第五趟排序:

        第一次排序:2和1比较,2大于1,交换位置:  1  2  3  6  8  9

        第二趟总共进行了1次比较, 排序结果:  1  2  3  6  8  9

    ---------------------------------------------------------------------

    最终结果:1  2  3  6  8  9

    ---------------------------------------------------------------------

    由此可见:N个数字要排序完成,总共进行N-1趟排序,每i趟的排序次数为(N-i)次,所以可以用双重循环语句,外层控制循环多少趟,内层控制每一趟的循环次数,即

    复制代码
    for(int i=1;i<arr.length;i++){
    
        for(int j=1;j<arr.length-i;j++){
    
        //交换位置
    
    }    
    复制代码

    冒泡排序的优点:每进行一趟排序,就会少比较一次,因为每进行一趟排序都会找出一个较大值。如上例:第一趟比较之后,排在最后的一个数一定是最大的一个数,第二趟排序的时候,只需要比较除了最后一个数以外的其他的数,同样也能找出一个最大的数排在参与第二趟比较的数后面,第三趟比较的时候,只需要比较除了最后两个数以外的其他的数,以此类推……也就是说,没进行一趟比较,每一趟少比较一次,一定程度上减少了算法的量。

    用时间复杂度来说:

      1.如果我们的数据正序,只需要走一趟即可完成排序。所需的比较次数C和记录移动次数M均达到最小值,即:Cmin=n-1;Mmin=0;所以,冒泡排序最好的时间复杂度为O(n)。

      2.如果很不幸我们的数据是反序的,则需要进行n-1趟排序。每趟排序要进行n-i次比较(1≤i≤n-1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:冒泡排序的最坏时间复杂度为:O(n2) 。

    综上所述:冒泡排序总的平均时间复杂度为:O(n2) 。

    代码实现:

    /*
     * 冒泡排序
     */
    public class BubbleSort {
      public static void main(String[] args) {
        int[] arr={6,3,8,2,9,1};
        System.out.println("排序前数组为:");
        for(int num:arr){
          System.out.print(num+" ");
        }
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++){//外层循环控制排序趟数
          for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++){//内层循环控制每一趟排序多少次
            if(arr[j]>arr[j+1]){
              int temp=arr[j];
              arr[j]=arr[j+1];
              arr[j+1]=temp;
            }
          }
        } 
        System.out.println();
        System.out.println("排序后的数组为:");
         for(int num:arr){
           System.out.print(num+" ");
         } 
      }
     }
     
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