欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

java中的基本算法

程序员文章站 2022-07-17 08:35:59
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 ......

  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:

java中的基本算法
 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 }
View Code

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。

java中的基本算法
 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 }
View Code

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:

java中的基本算法
 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     }
View Code

(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,整个排序过程可以进行,以此达到整个数据变成有序。

java中的基本算法
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     }
View Code

(3)选择排序

  每一次从待排序的中选出最小(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)。

java中的基本算法
 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 }
View Code

(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

java中的基本算法
 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 }
View Code

(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,便终止。

java中的基本算法
 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 }
View Code

(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。时间复杂度O(n log n) 。

java中的基本算法
 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     }
View Code

(6)堆排序

  利用堆积树(堆)这种所设计的一种,它是选择排序的一种。可以利用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。

java中的基本算法
 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 }
View Code

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