算法-十大经典排序算法

dolyw · Dec 2, 2022 · 1110914 · 1110914
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diff --git a/Algorithm/.gitignore b/Algorithm/.gitignore
@@ -0,0 +1,33 @@
+HELP.md
+target/
+!.mvn/wrapper/maven-wrapper.jar
+!**/src/main/**/target/
+!**/src/test/**/target/
+
+### STS ###
+.apt_generated
+.classpath
+.factorypath
+.project
+.settings
+.springBeans
+.sts4-cache
+
+### IntelliJ IDEA ###
+.idea
+*.iws
+*.iml
+*.ipr
+
+### NetBeans ###
+/nbproject/private/
+/nbbuild/
+/dist/
+/nbdist/
+/.nb-gradle/
+build/
+!**/src/main/**/build/
+!**/src/test/**/build/
+
+### VS Code ###
+.vscode/
diff --git a/Algorithm/pom.xml b/Algorithm/pom.xml
@@ -0,0 +1,60 @@
+<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
+<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
+         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
+    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
+    <parent>
+        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
+        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
+        <version>2.7.5</version>
+        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
+    </parent>
+    <groupId>com.algorithm</groupId>
+    <artifactId>Algorithm</artifactId>
+    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
+    <name>Algorithm</name>
+    <description>Demo project for Spring Boot</description>
+    <properties>
+        <java.version>1.8</java.version>
+    </properties>
+    <dependencies>
+        <dependency>
+            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
+            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
+        </dependency>
+
+        <dependency>
+            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
+            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
+            <scope>runtime</scope>
+            <optional>true</optional>
+        </dependency>
+        <dependency>
+            <groupId>org.projectlombok</groupId>
+            <artifactId>lombok</artifactId>
+            <optional>true</optional>
+        </dependency>
+        <dependency>
+            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
+            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
+            <scope>test</scope>
+        </dependency>
+    </dependencies>
+
+    <build>
+        <plugins>
+            <plugin>
+                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
+                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
+                <configuration>
+                    <excludes>
+                        <exclude>
+                            <groupId>org.projectlombok</groupId>
+                            <artifactId>lombok</artifactId>
+                        </exclude>
+                    </excludes>
+                </configuration>
+            </plugin>
+        </plugins>
+    </build>
+
+</project>
diff --git a/Algorithm/src/main/java/com/algorithm/AlgorithmApplication.java b/Algorithm/src/main/java/com/algorithm/AlgorithmApplication.java
@@ -0,0 +1,19 @@
+package com.algorithm;
+
+import org.springframework.boot.SpringApplication;
+import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
+
+/**
+ * 算法
+ *
+ * @author wliduo[[email protected]]
+ * @date 2022/11/22 9:52
+ */
+@SpringBootApplication
+public class AlgorithmApplication {
+
+    public static void main(String[] args) {
+        SpringApplication.run(AlgorithmApplication.class, args);
+    }
+
+}
diff --git a/Algorithm/src/main/java/com/algorithm/sort/BubbleSort.java b/Algorithm/src/main/java/com/algorithm/sort/BubbleSort.java
@@ -0,0 +1,204 @@
+package com.algorithm.sort;
+
+import java.util.Arrays;
+
+/**
+ * 冒泡排序
+ *
+ * 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大（小），就交换他们两个
+ * 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对
+ * 这步做完后，最后的元素会是最大（小）的数
+ * 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个
+ *
+ * 时间复杂度
+ *
+ * @author wliduo[[email protected]]
+ * @date 2022/11/22 9:52
+ */
+public class BubbleSort {
+
+    /**
+     * 冒泡排序算法
+     *
+     * @param args
+     */
+    public static void main(String[] args) {
+        int[] array = {5, 3, 2, 4, 9, 8, 7, 1, 6};
+
+        System.out.println("---------- bubbleSort1 ----------");
+        bubbleSort1(Arrays.copyOf(array, array.length));
+
+        System.out.println("---------- bubbleSort2 ----------");
+        bubbleSort2(Arrays.copyOf(array, array.length));
+
+        System.out.println("---------- bubbleSort3 ----------");
+        bubbleSort3(Arrays.copyOf(array, array.length));
+
+        System.out.println("---------- bubbleSort4 ----------");
+        int[] array4 = {4, 1, 2, 3, 9, 8, 7, 5, 6};
+        bubbleSort4(Arrays.copyOf(array4, array.length));
+    }
+
+    /**
+     * 先写出一轮的冒泡排序处理，冒泡一样的交换位置到最后一位
+     *
+     * 大于就交换位置是从小到大，每次大于后面的值才交换，最后一位是最大值
+     * 小于就交换位置是从大到小，每次小于后面的值才交换，最后一位是最小值
+     *
+     * array.length - 1，不然会超出边界，因为 array[j + 1]
+     *
+     * 当然也可以是从j = 1开始，j和j - 1进行比较，这样就不用array.length - 1了
+     * 大于和小于也需要调换，大于会变成从大到小，小于会变成从小到大
+     * 当然这种逆向的理解起来比较复杂一点，第二块代码是逆向的写法
+     *
+     * @param array
+     */
+    private static void bubbleSort1(int[] array) {
+        print(array);
+
+        for (int j = 0; j < array.length - 1; j++) {
+            if (array[j] > array[j + 1]) {
+                int temp = array[j];
+                array[j] = array[j + 1];
+                array[j + 1] = temp;
+            }
+        }
+
+        /*for (int j = 1; j < array.length; j++) {
+            if (array[j] < array[j - 1]) {
+                int temp = array[j];
+                array[j] = array[j - 1];
+                array[j - 1] = temp;
+            }
+        }*/
+
+        print(array);
+    }
+
+    /**
+     * 基于一轮的冒泡排序处理，再增加一个外循环
+     * 将每个位置的数字都进行一轮冒泡交换
+     * 这样一个最基础的冒泡排序就完成了
+     *
+     * 给定一个count记录循环次数
+     *
+     * @param array
+     */
+    private static void bubbleSort2(int[] array) {
+        print(array);
+
+        // count记录循环次数
+        int count = 0;
+
+        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
+            for (int j = 0; j < array.length - 1; j++) {
+                count++;
+                if (array[j] > array[j + 1]) {
+                    int temp = array[j];
+                    array[j] = array[j + 1];
+                    array[j + 1] = temp;
+                }
+            }
+        }
+        System.out.println("count: " + count);
+
+        print(array);
+    }
+
+    /**
+     * 优化版本，内循环减去i就行了
+     * 每次冒泡后到i位置的数字都已经排序好了
+     * 所以就没必要重复排
+     *
+     * 可以看到count次数少了一半
+     *
+     * @param array
+     */
+    private static void bubbleSort3(int[] array) {
+        print(array);
+
+        // count记录循环次数
+        int count = 0;
+
+        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
+            for (int j = 0; j < array.length - i - 1; j++) {
+                if (array[j] > array[j + 1]) {
+                    int temp = array[j];
+                    array[j] = array[j + 1];
+                    array[j + 1] = temp;
+                }
+                count++;
+            }
+        }
+
+        // 还有一种外循环i反过来循环的，意思差不多，就是逆向的
+        /*for (int i = array.length - 1; i > 0 ; i--) {
+            for (int j = 0; j < i; j++) {
+                count++;
+                if (array[j] > array[j + 1]) {
+                    int temp = array[j];
+                    array[j] = array[j + 1];
+                    array[j + 1] = temp;
+                }
+            }
+        }*/
+        System.out.println("count: " + count);
+
+        print(array);
+    }
+
+    /**
+     * 优化版本v2，假定数组某些数已经有序
+     * 在每轮交换处理可以定一个标记，如果这轮比较都没有交换位置的话
+     * 说明数据已经有序，可以直接结束
+     *
+     * 给定一个count记录循环次数
+     * 换一个存在某些数有序的数组，可以看到count次数又会变少
+     *
+     * @param array
+     */
+    private static void bubbleSort4(int[] array) {
+        print(array);
+
+        // count记录循环次数
+        int count = 0;
+
+        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
+            // 设定一个标记
+            boolean mark = Boolean.TRUE;
+
+            for (int j = 0; j < array.length - i - 1; j++) {
+                if (array[j] > array[j + 1]) {
+                    int temp = array[j];
+                    array[j] = array[j + 1];
+                    array[j + 1] = temp;
+                    mark = Boolean.FALSE;
+                }
+                count++;
+            }
+
+            // 若为true，则表示此次循环没有进行交换
+            if (mark) {
+                // 也就是待排序列已经有序，排序已经完成，直接结束
+                break;
+            }
+        }
+
+        System.out.println("count: " + count);
+
+        print(array);
+    }
+
+    /**
+     * 打印数组
+     *
+     * @param array
+     */
+    private static void print(int[] array) {
+        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
+            System.out.print(array[i] + " ");
+        }
+        System.out.println();
+    }
+
+}