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「Java数据结构和算法」手撕快速 归并 基数排序 图解解析 + 代码实现。

时间:2022-06-30 15:10:51

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「Java数据结构和算法」手撕快速 归并 基数排序 图解解析 + 代码实现。

目录

一、快速排序

1、基本介绍

2、代码实现

二、归并排序

1、基本介绍

2、代码实现

三、基数排序

1、基本介绍

2、代码实现

一、快速排序

1、基本介绍

以上面的数组为例分析快速排序。

首先要传入三个值,数组arr[ ] ,最左边下标left ,最右边下标 right。然后将根据左右的下标值计算出中间值mid。

我们要做的就是将左边的值大于mid的放到右边,将右边小于mid的值放到左边。

左右两边分别单独循环,左边找到比mid大的数,右边找到比mid小的数。

两边分别找到符合条件的数后,进行交换。

然后继续比较并交换,此刻 l 和 mid 都指向3,r 指向 5 。

这时需要进行判断,如果arr[l] 等于mid 则 r--,如果arr[r] 等于mid则 l++ 。此时又进行判断arr[l] 是否等于arr[r],等于则退出。第一轮就结束了。

第一次完以后,我们使用递归,递归会重复上面的操作,从而完成排序。

2、代码实现

//参数传入数组arr , 最左边的下标left,最右边的下标 rightpublic static void quickSort(int[] arr , int left , int right){//分别用临时变量代替int l = left;int r = right;//中间的下标int middle = arr[(left + right) / 2];//临时变量,用于交换数据int temp = 0;//进行循环,只要右边的下标 l 小于 左边的下标 r 就进行循环while (l < r){//左边l 到 中间middle 单独循环,找到比middle大的值while (arr[l] < middle){l += 1;}//中间middle 到 右边 r 单独循环,找到比middle小的值while (arr[r] > middle){r -= 1;}//退出循环,表示找到,不过先判断 l 是否大于等于 r //满足就可以退出循环,不需要执行下面的代码了if(l >= r){break;}//找到的数据进行交换temp = arr[l];arr[l] = arr[r];arr[r] = temp;//此时进行判断,如果arr[l] 等于middle 则 r--if(arr[l] == middle){r -= 1;}//如果arr[r] 等于middle 则 l++if(arr[r] == middle){l += 1;}}//退出循环,l 会等于 r,此时要将两者移位,l进行加一,r进行减一if(l == r){l += 1;r -= 1;}//第一轮完成后进行递归//重复上面的方法,向左递归if(left < r){//r 继续往前移的,所以左下标为left ,右下标为 rquickSort(arr, left , r);}//重复上面的操作,向右递归if(right > l){//l 继续往后移的,所以左下标为 l ,右下标为 rightquickSort(arr, l , right);}}

二、归并排序

1、基本介绍

2、代码实现

▶ 首先实现合并

public static void merger(int[] arr , int left ,int mid , int right , int[] temp){int i = left;int j = mid + 1;int t = 0;//数组temp的下标//将arr数组按顺序放入temp 数组while (i <= mid && j <= right){//从中间分隔开,左边和右边相互比较//如果左边更小,先放入temp数组,否则右边先放入if(arr[i] < arr[j]){temp[t] = arr[i];i++;t++;}else {temp[t] = arr[j];j++;t++;}}//有可能有一边还没放完,于是继续循环放放入//左边没放完while (i <= mid){temp[t] = arr[i];t++;i++;}//右边没放完while (j <= right){temp[t] = arr[j];j++;t++;}//将temp中数据拷入到arrt = 0;int leftind = left;//第一次(leftind,right)是(0,1)(2,3)(4,5)(6,7)//第二次(leftind,right)是(0,3)(4,7)//第三次(leftind,right)是(0,7)while (leftind <= right){arr[leftind] = temp[t];t++;leftind++;}}

▶ 分隔和合并进行递归

public static void mergerSort(int[] arr, int left,int right, int[] temp){//判断if (left < right){//求出中间值int mid = (left + right) / 2;//调用自己,向左递归mergerSort(arr, left, mid , temp);//调用自己,向右递归mergerSort(arr , mid + 1, right, temp);//调用merger进行合并merger(arr, left , mid, right, temp);}}

三、基数排序

1、基本介绍

首先我们需要10个数组,分别对应10个桶,每个桶有对应的下标。

然后按每个数的个位数大小放入对应的桶中,放好后,按桶的顺序依次取出。

第二次是看每个数的十位,不及十位的就当做0,依旧是依次放入对应的桶中,并按顺序取出。

第三次是看每个数的百位,重复上面的操作,最后得到的就是有序的数组。

2、代码实现

public static void cardinalitySort(int[] arr){//首先找到数组中最大数的位数int max = arr[0];for(int i = 1; i < arr.length - 1; i++ ){if(arr[i] > max){max = arr[i];}}int maxLength = (max + "").length();//定义10个桶,每个桶大小为数组大小int[][] bucket = new int[10][arr.length];//定义一个数组来表示每个桶存放的数据int[] bucketcount = new int[10];//n是用来进行位数处理的for(int i = 1, n = 1; i <= maxLength ; i++,n *= 10){for(int j = 0; j < arr.length ; j++){//对每位数进行位处理,并放入桶中int elentData = arr[j] / n % 10;/* 放对应的桶中,bucketcount[elentData]表示对应的桶的数据,假如第一个数为579,要放入bucketcount[9](第九个桶)的第一个位置,默认初始化为0,所以第一个数放入的位置是bucketcount[9] = 0*/bucket[elentData][bucketcount[elentData]] = arr[j];//第一个数放完后,这个桶中数据进行++,//下次再放入这个桶时,bucketcount[9] = 1bucketcount[elentData]++;}int index = 0;//遍历每一个桶for(int k = 0; k < bucketcount.length; k++){//第一次默认为bucketcount[k] = 0//所以如果第一个数为零,就说明这个桶为空if(bucketcount[k] != 0){//有数据,则桶bucketcount[k]就会有对应数据多少的大小,进行遍历for(int l = 0; l < bucketcount[k] ; l++){//放入原来的数组arr[index++] = bucket[k][l];}}//桶中的数放回原数组放完后,进行置空bucketcount[k] = 0;}}}

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