代碼模板
/**
* 希爾排序
* @param array
*/
public static void shellSort(int[] array){
? ? int len = array.length;
? ? int temp, gap = len / 2;
? ? while (gap > 0) {
? ? ? ? for (int i = gap; i < len; i++) {
? ? ? ? ? ? temp = array[i];
? ? ? ? ? ? int preIndex = i - gap;
? ? ? ? ? ? while (preIndex >= 0 && array[preIndex] > temp) {
? ? ? ? ? ? ? ? array[preIndex + gap] = array[preIndex];
? ? ? ? ? ? ? ? preIndex -= gap;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? array[preIndex + gap] = temp;
? ? ? ? }
? ? ? ? gap /= 2;
? ? }
}
歸并排序
歸并排序是采用的分而治之的遞歸方式來完成數(shù)據(jù)排序的瓜贾，主要是將已有序的兩個(gè)子序列驾荣，合并成一個(gè)新的有序子序列景埃。先將子序列分段有序，然后再將分段后的子序列合并成今膊，最終完成數(shù)據(jù)的排序。
主要步驟：
將數(shù)據(jù)的長度從中間一分為二歉甚，分成兩個(gè)子序列万细，執(zhí)行遞歸操作，直到每個(gè)子序列就剩兩個(gè)元素纸泄。
然后分別對這些拆好的子序列進(jìn)行歸并排序赖钞。
將排序好的子序列再兩兩合并，最終合并成一個(gè)完整的排序序列聘裁。
動(dòng)圖演示
歸并排序
代碼模板
/**
? ? * 歸并排序
? ? * @param array? ? 數(shù)組
? ? * @param left? ? ? 0
? ? * @param right? ? array.length-1
? ? */
? ? public static void mergeSort(int[] array,int left,int right){
? ? ? ? if (right <= left){
? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? }
? ? ? ? // 一分為二
? ? ? ? int mid = (left + right)/2;
? ? ? ? // 對前半部分執(zhí)行歸并排序
? ? ? ? mergeSort(array, left, mid);
? ? ? ? // 對后半部分執(zhí)行歸并排序
? ? ? ? mergeSort(array, mid + 1, right);
? ? ? ? // 將分好的每個(gè)子序列雪营，執(zhí)行排序加合并操作
? ? ? ? merge(array, left, mid, right);
? ? }
? ? /**
? ? * 合并加排序
? ? * @param array
? ? * @param left
? ? * @param middle
? ? * @param right
? ? */
? ? public static void merge(int[] array,int left,int middle,int right){
? ? // 中間數(shù)組
? ? int[] temp = new int[right - left + 1];
? ? int i = left, j = middle + 1, k = 0;
? ? while (i <= middle && j <= right) {
? ? ? ? // 若前面數(shù)組的元素小，就將前面元素的數(shù)據(jù)放到中間數(shù)組中
? ? ? ? if(array[i] <= array[j]){
? ? ? ? ? ? temp[k++] = array[i++];
? ? ? ? }else {
? ? ? ? ? ? // 若后面數(shù)組的元素小衡便，就將后面數(shù)組的元素放到中間數(shù)組中
? ? ? ? ? ? temp[k++] = array[j++];
? ? ? ? }
? ? }
? ? // 若經(jīng)過上面的比較合并后献起，前半部分的數(shù)組還有數(shù)據(jù)，則直接插入中間數(shù)組后面
? ? while (i <= middle){
? ? ? ? temp[k++] = array[i++];
? ? }
? ? // 若經(jīng)過上面的比較合并后镣陕，后半部分的數(shù)組還有數(shù)據(jù)谴餐，則直接插入中間數(shù)組后面
? ? while (j <= right){
? ? ? ? temp[k++] = array[j++];
? ? }
? ? // 將數(shù)據(jù)從中間數(shù)組中復(fù)制回原數(shù)組
? ? for (int p = 0; p < temp.length; p++) {
? ? ? ? array[left + p] = temp[p];
? ? }
}
歸并排序總結(jié)
歸并排序效率很高，時(shí)間復(fù)雜度能達(dá)到O(nlogn)呆抑，但是依賴額外的內(nèi)存空間岂嗓，而且這種分而治之的思想很值得借鑒，很多場景都是通過簡單的功能鹊碍，組成了復(fù)雜的邏輯厌殉，所以只要找到可拆分的最小單元食绿，就可以進(jìn)行分而治之了。
快速排序
快速排序公罕，和二分查找的思想很像器紧，都是先將數(shù)據(jù)一份為二然后再逐個(gè)處理÷ゾ欤快速排序也是最常見的排序算法的一種铲汪，面試被問到的概率還是比較大的。
主要步驟：
從數(shù)據(jù)中挑選出一個(gè)元素罐柳，稱為 "基準(zhǔn)"（pivot）桥状，一般選第一個(gè)元素或最后一個(gè)元素。
然后將數(shù)據(jù)中硝清，所有比基準(zhǔn)元素小的都放到基準(zhǔn)元素左邊辅斟，所有比基準(zhǔn)元素大的都放到基準(zhǔn)元素右邊。
然后再將基準(zhǔn)元素前面的數(shù)據(jù)集合和后面的數(shù)據(jù)集合重復(fù)執(zhí)行前面兩步驟芦拿。
動(dòng)圖演示
快速排序
代碼模板
/**
* 快速排序
* @param array 數(shù)組
* @param begin 0
* @param end? array.length-1
*/
public static void quickSort(int[] array, int begin, int end) {
? ? if (end <= begin) return;
? ? int pivot = partition(array, begin, end);
? ? quickSort(array, begin, pivot - 1);
? ? quickSort(array, pivot + 1, end);
}
/**
* 分區(qū)
* @param array
* @param begin
* @param end
* @return
*/
public static int partition(int[] array, int begin, int end) {
? ? // pivot: 標(biāo)桿位置士飒，counter: 小于pivot的元素的個(gè)數(shù)
? ? int pivot = end, counter = begin;
? ? for (int i = begin; i < end; i++) {
? ? ? ? if (array[i] < array[pivot]) {
? ? ? ? ? // 替換，將小于標(biāo)桿位置的數(shù)據(jù)放到開始位置算起小于標(biāo)桿數(shù)據(jù)的第counter位
? ? ? ? ? ? int temp = array[counter];
? ? ? ? ? ? array[counter] = array[i];
? ? ? ? ? ? array[i] = temp;
? ? ? ? ? ? counter++;
? ? ? ? }
? ? }
? ? // 將標(biāo)桿位置的數(shù)據(jù)移動(dòng)到小于標(biāo)桿位置數(shù)據(jù)的下一個(gè)位蔗崎。
? ? int temp = array[pivot];
? ? array[pivot] = array[counter];
? ? array[counter] = temp;
? ? return counter;
}
快速排序總結(jié)
我找的快速排序的模板代碼酵幕，是比較巧妙的，選擇了最后一個(gè)元素作為了基準(zhǔn)元素缓苛，然后小于基準(zhǔn)元素的數(shù)量芳撒，就是基準(zhǔn)元素應(yīng)該在的位置。這樣看起來是有點(diǎn)不好懂未桥，但是看明白之后笔刹，就會(huì)覺得這個(gè)模板寫的還是比較有意思的。
堆排序
堆排序其實(shí)是采用的堆這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來完成的排序冬耿，一般堆排序的方式都是采用的一種近似完全二叉樹來實(shí)現(xiàn)的堆的方式完成排序舌菜，但是堆的實(shí)現(xiàn)方式其實(shí)不止有用二叉樹的方式，其實(shí)還有斐波那契堆亦镶。
而根據(jù)排序的方向又分為大頂堆和小頂堆：
大頂堆：每個(gè)節(jié)點(diǎn)值都大于或等于子節(jié)點(diǎn)的值日月，在堆排序中用做升序排序。
小頂堆：每個(gè)節(jié)點(diǎn)值都小于或等于子節(jié)點(diǎn)的值缤骨，在堆排序中用做降序排序爱咬。
像Java中的PriorityQueue就是小頂堆。
主要步驟：
創(chuàng)建一個(gè)二叉堆绊起，參數(shù)就是無序序列[0~n]精拟；
把堆頂元素和堆尾元素互換；
調(diào)整后的堆頂元素，可能不是最大或最小的值串前，所以還需要調(diào)整此時(shí)堆頂元素的到正確的位置，這個(gè)調(diào)整位置的過程实蔽，主要是和二叉樹的子元素的值對比后找到正確的位置荡碾。
重復(fù)步驟2、步驟3局装，直至整個(gè)序列的元素都在二叉堆的正確位置上了坛吁。
動(dòng)圖演示
堆排序
模板代碼
/**
* 堆排序
* @param array
*/
public static int[] heapSort(int[] array){
? ? int size = array.length;
? ? // 先將數(shù)據(jù)放入堆中
? ? for (int i = (int) Math.floor(size / 2); i >= 0; i--) {
? ? ? ? heapTopMove(array, i, size);
? ? }
? ? // 堆頂位置調(diào)整
? ? for(int i = size - 1; i > 0; i--) {
? ? ? ? swapNum(array, 0, i);
? ? ? ? size--;
? ? ? ? heapTopMove(array, 0,size);
? ? }
? ? return array;
}
/**
* 堆頂位置維護(hù)
* @param array
* @param i
* @param size
*/
public static void heapTopMove(int[] array,int i,int size){
? ? int left = 2 * i + 1;
? ? int right = 2 * i + 2;
? ? int largest = i;
? ? if (left < size && array[left] > array[largest]) {
? ? ? ? largest = left;
? ? }
? ? if (right < size && array[right] > array[largest]) {
? ? ? ? largest = right;
? ? }
? ? if (largest != i) {
? ? ? ? swapNum(array, i, largest);
? ? ? ? heapTopMove(array, largest, size);
? ? }
}
/**
* 比較交換
* @param array
* @param left
* @param right
*/
public static void swapNum(int[] array,int left,int right){
? ? int temp = array[left];
? ? array[left] = array[right];
? ? array[right] = temp;
}
堆排序總結(jié)
堆排序的時(shí)間復(fù)雜度也是O(nlogn),這個(gè)也是有一定的概率在面試中被考察到，其實(shí)如果真實(shí)在面試中遇到后铐尚，可以在實(shí)現(xiàn)上不用自己去維護(hù)一個(gè)堆拨脉，而是用Java中的PriorityQueue來實(shí)現(xiàn)，可以將無序數(shù)據(jù)集合放入到PriorityQueue中宣增，然后再依次取出堆頂數(shù)據(jù)玫膀，取出堆頂數(shù)據(jù)時(shí)要從堆中移除取出的這個(gè)元素，這樣每次取出的就都是現(xiàn)有數(shù)據(jù)中最小的元素了爹脾。
計(jì)數(shù)排序
計(jì)數(shù)排序是一種線性時(shí)間復(fù)雜度的排序算法帖旨，它主要的邏輯時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為鍵存儲(chǔ)在額外的數(shù)組空間里。計(jì)數(shù)排序有一定的局限性灵妨，它要求輸入的數(shù)據(jù)解阅，必須是有確定范圍的整數(shù)序列。
主要步驟：
找出待排序的數(shù)組中最大和最小的元素泌霍；
統(tǒng)計(jì)數(shù)組中每個(gè)值為i的元素出現(xiàn)的次數(shù)货抄，存入數(shù)組C的第i項(xiàng)；
對所有的計(jì)數(shù)累加（從C中的第一個(gè)元素開始朱转，每一項(xiàng)和前一項(xiàng)相加）蟹地；
反向填充目標(biāo)數(shù)組：將每個(gè)元素i放在新數(shù)組的第C(i)項(xiàng)，每放一個(gè)元素就將C(i)減去1藤为。
動(dòng)圖演示
計(jì)數(shù)排序
代碼模板
/**
* 計(jì)數(shù)排序
* @param array
*/
public static void countSort(int[] array){
? ? int bucketLen = getMaxValue(array) + 1;
? ? int[] bucket = new int[bucketLen];
? ? // 統(tǒng)計(jì)每個(gè)值出現(xiàn)的次數(shù)
? ? for (int value : array) {
? ? ? ? bucket[value]++;
? ? }
? ? // 反向填充數(shù)組
? ? int sortedIndex = 0;
? ? for (int j = 0; j < bucketLen; j++) {
? ? ? ? while (bucket[j] > 0) {
? ? ? ? ? ? array[sortedIndex++] = j;
? ? ? ? ? ? bucket[j]--;
? ? ? ? }
? ? }
}
/**
* 獲取最大值
* @param arr
* @return
*/
private static int getMaxValue(int[] arr) {
? ? int maxValue = arr[0];
? ? for (int value : arr) {
? ? ? ? if (maxValue < value) {
? ? ? ? ? ? maxValue = value;
? ? ? ? }
? ? }
? ? return maxValue;
}
桶排序
桶排序算是計(jì)數(shù)排序的一個(gè)加強(qiáng)版锈津，它利用特定函數(shù)的映射關(guān)系，將屬于一定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)凉蜂，放到一個(gè)桶里琼梆，然后對每個(gè)桶中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，最后再將排序好的數(shù)據(jù)拼接起來窿吩。
主要步驟：
設(shè)置一個(gè)合適長度的數(shù)組作為空桶茎杂；
遍歷數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)都放到指定的桶中纫雁，分布的越均勻越好煌往；
對每個(gè)非空的桶里的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；
將每個(gè)桶中排序好的數(shù)據(jù)拼接在一起。
動(dòng)圖演示
桶排序
代碼模板
/**
? * 桶排序
? * @param arr
? * @param bucketSize
? * @return
? */
private static int[] bucketSort(int[] arr, int bucketSize){
? ? if (arr.length == 0) {
? ? ? ? return arr;
? ? }
? ? int minValue = arr[0];
? ? int maxValue = arr[0];
? ? // 計(jì)算出最大值和最小值
? ? for (int value : arr) {
? ? ? ? if (value < minValue) {
? ? ? ? ? ? minValue = value;
? ? ? ? } else if (value > maxValue) {
? ? ? ? ? ? maxValue = value;
? ? ? ? }
? ? }
? ? // 根據(jù)桶的長度以及數(shù)據(jù)的最大值和最小值刽脖，計(jì)算出桶的數(shù)量
? ? int bucketCount = (int) Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1;
? ? int[][] buckets = new int[bucketCount][0];
? ? // 利用映射函數(shù)將數(shù)據(jù)分配到各個(gè)桶中
? ? for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
? ? ? ? int index = (int) Math.floor((arr[i] - minValue) / bucketSize);
? ? ? ? // 將數(shù)據(jù)填充到指定的桶中
? ? ? ? buckets[index] = appendBucket(buckets[index], arr[i]);
? ? }
? ? int arrIndex = 0;
? ? for (int[] bucket : buckets) {
? ? ? ? if (bucket.length <= 0) {
? ? ? ? ? ? continue;
? ? ? ? }
? ? ? ? // 對每個(gè)桶進(jìn)行排序羞海，這里使用了插入排序
? ? ? ? InsertSort.insertSort(bucket);
? ? ? ? for (int value : bucket) {
? ? ? ? ? ? arr[arrIndex++] = value;
? ? ? ? }
? ? }
? ? return arr;
}
/**
? * 擴(kuò)容，并追加數(shù)據(jù)
? *
? * @param array
? * @param value
? */
private static int[] appendBucket(int[] array, int value) {
? ? array = Arrays.copyOf(array, array.length + 1);
? ? array[array.length - 1] = value;
? ? return array;
}
USB Microphone https://www.soft-voice.com/
Wooden Speakers? https://www.zeshuiplatform.com/
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