Java で一般的な並べ替えアルゴリズムを実装する方法

概要:

1. バブル ソート

ループの各ラウンドで最適な値を決定します。

public void bubbleSort(int[] nums){
    int temp;
    boolean isSort = false; //优化，发现排序好就退出
    for (int i = 0; i < nums.length-1; i++) {
        for (int j = 0; j < nums.length-1-i; j++) {  //每次排序后能确定较大值
            if(nums[j] > nums[j+1]){
                isSort = true;
                temp = nums[j];
                nums[j] = nums[j+1];
                nums[j+1] = temp;
            }
        }
        if(!isSort){
            return;
        } else {
            isSort = false;
        }
    }
}

2. 選択の並べ替え

毎回最適な値を選択し、端に入れ替えます;

public void selectSort(int[] nums){
    for (int i = 0; i < nums.length-1; i++) {
        int index = i;
        int minNum = nums[i];
        for (int j = i+1; j < nums.length; j++) {
            if(nums[j] < minNum){
                minNum = nums[j];
                index = j;
            }
        }
        if(index != i){
            nums[index] = nums[i];
            nums[i] = minNum;
        }
    }
}

3. 挿入の並べ替え

ループ内の各数値の独自の位置を見つけて挿入します;

public void insertionSort(int[] nums){
    for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
        int j = i;
        int insertNum = nums[i];
        while(j-1 >= 0 && nums[j-1] > insertNum){
            nums[j] = nums[j-1];
            j--;
        }
        nums[j] = insertNum;
    }
}

4. クイック ソート

基本的な値を選択します。それより小さいものを一方の側に置き、大きい方を反対側に置きます;

public void quickSortDfs(int[] nums, int left, int right){
    if(left > right){
        return;
    }
    int l = left;
    int r = right;
    int baseNum = nums[left];
    while(l < r){
        //必须右边先走
        while(nums[r] >= baseNum && l < r){
            r--;
        }
        while(nums[l] <= baseNum && l < r){
            l++;
        }
        int temp = nums[l];
        nums[l] = nums[r];
        nums[r] = temp;
    }
    nums[left] = nums[l];
    nums[l] = baseNum;
    quickSortDfs(nums, left, r-1);
    quickSortDfs(nums, l+1, right);
}

5. マージ ソート

分割統治アルゴリズム;

//归
public void mergeSortDfs(int[] nums, int l, int r){
    if(l >= r){
        return;
    }
    int m = (l+r)/2;
    mergeSortDfs(nums, l, m);
    mergeSortDfs(nums, m+1, r);
    merge(nums, l, m, r);
}
//并
private void merge(int[] nums, int left, int mid, int right){
    int[] temp = new int[right-left+1];
    int l = left;
    int m = mid+1;
    int i = 0;
    while(l <= mid && m <= right){
        if(nums[l] < nums[m]){
            temp[i++] = nums[l++];
        } else {
            temp[i++] = nums[m++];
        }
    }
    while(l <= mid){
        temp[i++] = nums[l++];
    }
    while(m <= right){
        temp[i++] = nums[m++];
    }
    System.arraycopy(temp, 0, nums, left, temp.length);
}

6. Er sort

番号交換の回数を減らして効率を向上させるためのステップ サイズの導入;

6.1 ヒルバブル ソート (低速)

public void shellBubbleSort(int[] nums){
    for (int step = nums.length/2; step > 0 ; step /= 2) {
        for (int i = step; i < nums.length; i++) {
            for (int j = i-step; j >= 0; j -= step) {
                if(nums[j] > nums[j+step]){
                    int temp = nums[j];
                    nums[j] = nums[j+step];
                    nums[j+step] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

6.2 Hill -挿入ソート (高速)

public void shellInsertSort(int[] nums){
    for (int step = nums.length/2; step > 0; step /= 2) {
        for (int i = step; i < nums.length; i++) {
            int j = i;
            int insertNum = nums[i];
            while(j-step >= 0 && nums[j-step] > insertNum){
                nums[j] = nums[j-step];
                j-=step;
            }
            nums[j] = insertNum;
        }
    }
}

7. ヒープ ソート

ビッグトップ ヒープは昇順を実装し、最大値を先頭に移動します。毎回のヒープの最後の位置;

public void heapSort2(int[] nums) {
    for(int i = nums.length/2-1; i >= 0; i--){
        sift(nums, i, nums.length);
    }
    for (int i = nums.length-1; i > 0; i--) {
        int temp = nums[0];
        nums[0] = nums[i];
        nums[i] = temp;
        sift(nums, 0, i);
    }
}
private void sift(int[] nums, int parent, int len) {
    int value = nums[parent];
    for (int child = 2*parent +1; child < len; child = child*2 +1) {
        if(child+1 < len && nums[child+1] > nums[child]){
            child++;
        }
        if(nums[child] > value){
            nums[parent] = nums[child];
            parent = child;
        } else {
            break;
        }
    }
    nums[parent] = value;
}

8. ソートのカウント

#各数値の出現を順番に数えます;

public void countSort(int[] nums){
    int max = Integer.MIN_VALUE;
    int min = Integer.MAX_VALUE;
    for(int num : nums){
        max = Math.max(max, num);
        min = Math.min(min, num);
    }

    int[] countMap = new int[max-min+1];
    for(int num : nums){
        countMap[num-min]++;
    }
    int i = 0;
    int j = 0;
    while(i < nums.length && j < countMap.length){
        if(countMap[j] > 0){
            nums[i] = j+min;
            i++;
            countMap[j]--;
        } else {
            j++;
        }
    }
}

9. バケットソート

カウントソートと似ていますが、統計が特定の間隔 (バケット) 内の数値である点が異なります;

public void bucketSort(int[] nums){
    int max = Integer.MIN_VALUE;
    int min = Integer.MAX_VALUE;
    for(int num : nums){
        max = Math.max(max, num);
        min = Math.min(min, num);
    }
    int bucketCount = (max-min)/nums.length+1;
    List<List<Integer>> bucketList = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < bucketCount; i++) {
        bucketList.add(new ArrayList<>());
    }

    for(int num : nums){
        int index = (num-min)/nums.length;
        bucketList.get(index).add(num);
    }
    for(List<Integer> bucket : bucketList){
        Collections.sort(bucket);
    }

    int j = 0;
    for(List<Integer> bucket : bucketList){
        for(int num : bucket){
            nums[j] = num;
            j++;
        }
    }
}

10. カーディナルソート

1、10、100 の順にビットがソートされます;

public  void radixSort(int[] nums){
    int min = Integer.MAX_VALUE;
    int max = Integer.MIN_VALUE;
    for (int num : nums) {
        min = Math.min(min, num);
        max = Math.max(max, num);
    }
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        nums[i] -= min;
    }
    max -= min;
    int maxLen = (max+"").length();

    int[][] bucket = new int[nums.length][10];
    int[] bucketCount = new int[10];

    for (int i = 0, n = 1; i < maxLen; i++, n*=10) {
        for (int num : nums) {
            int digitVal = num / n % 10;
            bucket[bucketCount[digitVal]][digitVal] = num;
            bucketCount[digitVal]++;
        }
        int index = 0;
        for (int j = 0; j < bucketCount.length; j++) {
            if(bucketCount[j] > 0){
                for (int k = 0; k < bucketCount[j]; k++) {
                    nums[index] = bucket[k][j];
                    index++;
                }
            }
            bucketCount[j] = 0;
        }
    }
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        nums[i] += min;
    }
}

11. コレクションまたは API の使用

11.1 優先キュー

public void priorityQueueSort(int[] nums){
    PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>();
    for(int num : nums){
        queue.offer(num);
    }
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        nums[i] = queue.poll();
    }
}

11.2 Java API

public void arraysApiSort(int[] nums){
    Arrays.sort(nums);
}

以上がJava で一般的な並べ替えアルゴリズムを実装する方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。