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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:

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。

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:

1 public static void bubbleSort(int []arr) { 2 for(int i =0;i<>) { 3 for(int j=0;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

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)。

1 public static void selectSort(int[]a){ 2 int minIndex=0; 3 int temp=0; 4 5 for(int i=0;i<>) { 6 minIndex=i;//无序区的最小数据数组下标 7 for(intj=i+1;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

1 private static int[] insertSort(int[]arr){ 2 for(int i=1;i<>){ 3 for(int j=i;j>0;j--){ 4 if(arr[j]<>]){ 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 }
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(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。

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<>){ 9 for(int i=x+d;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 }
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(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) 。

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 }
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(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。

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 }
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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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