java基本算法

69977c0eef794530861fb715070e2953.jpg1.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:

 

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public class Node{

       private Object data;

       private Node next;

       public Node(Object data){

          this.data = data;

      }

   //省略set、get方法

}

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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。

 

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public class BinTree {

 

  private BinTree lChild;//左结点

 

  private BinTree rChild;//右结点

 

  private Object data; //数据域

 

  public BinTree getlChild() {

    return lChild;

  }

 

public void setlChild(BinTree lChild) {

    this.lChild = lChild;

  }

 

public BinTree getrChild() {

    return rChild;

  }

 

public void setrChild(BinTree rChild) {

    this.rChild = rChild;

  }

 

public Object getData() {

    return data;

  }

 

public void setData(Object data) {

    this.data = data;

  }

}

 

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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:

 

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public static void bubbleSort(int []arr) {

  for(int i =0;i<arr.length-1;i++) {

    for(int j=0;j<arr.length-i-1;j++) { //-1为了防止溢出

      if(arr[j]>arr[j+1]) { //把大的数放在后面

        int temp = arr[j];

        arr[j]=arr[j+1];

        arr[j+1]=temp;

      }

    }

  }

}

 

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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。

 

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public static void quickSort(int[] numbers,int low,int high){

  if(low < high) {

    int middle = getMiddle(numbers,low,high); //将numbers数组进行一分为二

    quickSort(numbers, low, middle-1); //对低字段表进行递归排序

    quickSort(numbers, middle+1, high); //对高字段表进行递归排序

  }

}

 

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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)。

 

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public static void selectSort(int[]a){

  int minIndex=0;

  int temp=0;

 

  for(int i=0;i<a.length-1;i++) {

    minIndex=i;//无序区的最小数据数组下标

      for(intj=i+1;j<a.length;j++) {

      //在无序区中找到最小数据并保存其数组下标

      if(a[j]<a[minIndex]) {

        minIndex=j;

      }

    }

    //将最小元素放到本次循环的前端

    temp=a[i];

    a[i]=a[minIndex];

    a[minIndex]=temp;

  }

}

 

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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

 

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private static int[] insertSort(int[]arr){

  for(int i=1;i<arr.length;i++){

    for(int j=i;j>0;j--){

      if(arr[j]<arr[j-1]){

        int temp=arr[j];

        arr[j]=arr[j-1];

        arr[j-1]=temp;

      }else{

        break;

      }

    }

  }

  return arr;

}

 

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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。

 

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public static void main(String [] args)

{

  int[]a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1};

  //希尔排序

  int d=a.length;

  while(true){

    d=d/2;

    for(int x=0;x<d;x++){

      for(int i=x+d;i<a.length;i=i+d){

        int temp=a[i];

        int j;

        for(j=i-d;j>=0&&a[j]>temp;j=j-d){

          a[j+d]=a[j];

          }

          a[j+d]=temp;

        }

      }

      if(d==10){

      break;

    }

  }

}

 

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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) 。

 

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public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {

  int mid = (low + high) / 2;

  if (low < high) {

    // 左边

    sort(nums, low, mid);

    // 右边

    sort(nums, mid + 1, high);

    // 左右归并

    merge(nums, low, mid, high);

  }

  return nums;

}

 

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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。

 

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递归

int recursion(...){

    if(...) { //递归终止条件

    return abc(...);

  }

  return 0;

}

 

迭代

int iteration(...){

    for(; ; ;) { //迭代终止条件

    a = b + c;

  }

}

 

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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。

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