数组算法

数组算法

目录

• 数组算法
  • 1. 冒泡排序
  • 2. 插入排序
  • 3. 快速排序

三种常见的排序算法：冒泡排序、插入排序和快速排序的基本实现。

1. 冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历要排序的数列，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。遍历数列的工作是重复进行的，直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。

public static void bubbleSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    boolean swapped;
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        swapped = false;
        for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                // 交换 arr[j] 和 arr[j + 1]
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
                swapped = true;
            }
        }
        // 如果在这一轮中没有发生任何交换，则说明数组已经有序
        if (!swapped)
            break;
    }
}

2. 插入排序

插入排序通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到O(1)的额外空间的排序）。

public static void insertionSort(int[] arr) {
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;
        // Move elements of arr[0..i-1], that are greater than key, to one position ahead of their current position
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

3. 快速排序

快速排序使用分治法策略来把一个序列分为较小和较大的两个子序列，然后递归地排序两个子序列。选择一个“基准”值，将数组分为两部分，一部分的所有元素都比另一部分的小，然后对这两部分分别进行快速排序。

public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
    if (low < high) {
        // pi is partitioning index, arr[pi] is now at right place
        int pi = partition(arr, low, high);

        // Recursively sort elements before and after partition
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high]; // pivot
    int i = (low - 1); // Index of smaller element

    for (int j = low; j < high; j++) {
        // If current element is smaller than the pivot
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;

            // swap arr[i] and arr[j]
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }

    // swap arr[i+1] and arr[high] (or pivot)
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;

    return i + 1;
}