java 语言的 数据结构 7种排序算法
java数据结构笔试题目
java数据结构笔试题目一、链表⒈单链表的实现及常见操作⒉双向链表的实现及常见操作⒊循环链表的实现及常见操作二、栈和队列⒈栈的实现及常见操作⒉队列的实现及常见操作⒊栈和队列的应用场景三、递归⒈递归的基本概念和原理⒉递归和迭代的对比⒊递归的注意事项和常见问题四、树⒈二叉树的创建和遍历⒉二叉搜索树的实现及常见操作⒊平衡二叉树的实现及常见操作⒋堆的实现及常见操作⒌优先队列的实现及常见操作五、图⒈图的表示方法和基本操作⒉图的遍历算法(深度优先搜索和广度优先搜索)⒊最小树算法(Prim和Kruskal算法)⒋最短路径算法(Dijkstra和Floyd-Warshall算法)六、排序算法⒈冒泡排序⒉插入排序⒊选择排序⒋快速排序⒌归并排序⒍堆排序⒎计数排序⒏桶排序⒐基数排序七、哈希表⒈哈希表的概念和原理⒉哈希函数的设计和冲突解决方法⒊哈希表的常见操作和应用场景八、字符串⒈字符串的基本操作⒉字符串匹配算法(暴力匹配、KMP算法)⒊字符串压缩算法(Run-length encoding、Huffman编码)附件:⒈代码示例:包含上述数据结构的Java实现代码⒉笔试题目:一些常见的Java数据结构的笔试题目法律名词及注释:⒈数据结构:计算机科学中用于存储和组织数据的方式或结构⒉链表:一种常见的数据结构,由一系列结点组成,每个结点包含指向下一个结点的引用(指针)⒊栈:一种先进后出(LIFO)的数据结构,只允许在栈的一端进行插入和删除操作。
⒋队列:一种先进先出(FIFO)的数据结构,允许在一端插入元素,在另一端删除元素。
⒌递归:程序调用自身的编程技术,常用于解决需要重复执行相同或相似任务的问题。
⒍树:一种非线性的数据结构,由结点和边组成,结点之间存在层次关系。
⒎图:一种表示元素之间关系的数据结构,由顶点和边组成。
⒏排序算法:将一组数据按照某种方式进行排列的算法。
⒐哈希表:一种根据关键字直接访问内存位置的数据结构,实现了快速的查找操作。
数据结构(Java版)_郑州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
数据结构(Java版)_郑州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.对不含相同元素的同一输入序列进行两组不同的、合法的入栈和出栈组合操作,所得的输出序列一定相同。
参考答案:错误2.在链队列中,即使不设置尾指针,也能进行入队操作。
参考答案:正确3.循环顺序队列和循环链队列都存在空间一处问题。
参考答案:错误4.直接选择排序的时间复杂度与关键字的初始排列无关。
参考答案:正确5.一个循环链表可以由给定的头指针或尾指针来唯一标识。
参考答案:正确6.所谓随机存取,就是通过首地址和元素的序号可以在O(1)的时间内找到指定的元素。
参考答案:正确7.快速排序在最坏情况下的时间复杂度是O(【图片】)。
参考答案:正确8.哈夫曼树是带权路径长度最短的树,路径上权值较大的结点离根较近()参考答案:正确9.在队列中存取数据元素的原则是()。
参考答案:先进先出10.将整数1、2、3、4依次进栈,则不可能得到的出栈序列是()。
参考答案:142311.完全二叉树的存储结构通常采用顺序存储结构()。
参考答案:正确12.在中序线索二叉树中,每一非空的线索均指向其祖先结点()参考答案:正确13.二叉树中序线索化后,不存在空指针域()参考答案:错误14.二叉树的层次遍历需要栈结构的支持。
参考答案:错误15.下列关于AOE网的叙述中,不正确的是()参考答案:任何一个关键活动提前完成,那么整个工程将会提前完成16.一棵非空的二叉树的先序遍历序列与后序遍历序列正好相反,则该二叉树一定满足()参考答案:只有一个叶子结点17.引入二叉线索树的目的是()参考答案:加快查找结点的前驱或后继的速度18.单源最短路径算法的时间复杂度为()参考答案:O()19.对6个不同的数据元素进行直接插入排序,最多需要进行()次关键字的比较。
参考答案:1520.完全二叉树中,若一个结点没有左孩子,则它必是树叶()。
参考答案:正确21.已知循环队列存储在一维数组A[0【图片】n]中,且队列非空时front和rear分别指向队首元素和队尾元素。
Java常见的七种查找算法
Java常见的七种查找算法1. 基本查找也叫做顺序查找,说明:顺序查找适合于存储结构为数组或者链表。
基本思想:顺序查找也称为线形查找,属于无序查找算法。
从数据结构线的一端开始,顺序扫描,依次将遍历到的结点与要查找的值相比较,若相等则表示查找成功;若遍历结束仍没有找到相同的,表示查找失败。
示例代码:public class A01_BasicSearchDemo1 {public static void main(String[] args){//基本查找/顺序查找//核心://从0索引开始挨个往后查找//需求:定义一个方法利用基本查找,查询某个元素是否存在//数据如下:{131, 127, 147, 81, 103, 23, 7, 79}int[] arr ={131,127,147,81,103,23,7,79};int number =82;System.out.println(basicSearch(arr, number));}//参数://一:数组//二:要查找的元素//返回值://元素是否存在public static boolean basicSearch(int[] arr,int number){//利用基本查找来查找number在数组中是否存在for(int i =0; i < arr.length; i++){if(arr[i]== number){return true;}}return false;}}2. 二分查找也叫做折半查找,说明:元素必须是有序的,从小到大,或者从大到小都是可以的。
如果是无序的,也可以先进行排序。
但是排序之后,会改变原有数据的顺序,查找出来元素位置跟原来的元素可能是不一样的,所以排序之后再查找只能判断当前数据是否在容器当中,返回的索引无实际的意义。
基本思想:也称为是折半查找,属于有序查找算法。
用给定值先与中间结点比较。
比较完之后有三种情况:•相等说明找到了•要查找的数据比中间节点小说明要查找的数字在中间节点左边•要查找的数据比中间节点大说明要查找的数字在中间节点右边代码示例:package com.itheima.search;public class A02_BinarySearchDemo1 {public static void main(String[] args){//二分查找/折半查找//核心://每次排除一半的查找范围//需求:定义一个方法利用二分查找,查询某个元素在数组中的索引//数据如下:{7, 23, 79, 81, 103, 127, 131, 147}int[] arr ={7,23,79,81,103,127,131,147};System.out.println(binarySearch(arr,150));}public static int binarySearch(int[] arr,int number){//1.定义两个变量记录要查找的范围int min =0;int max = arr.length-1;//2.利用循环不断的去找要查找的数据while(true){if(min > max){return-1;}//3.找到min和max的中间位置int mid =(min + max)/2;//4.拿着mid指向的元素跟要查找的元素进行比较if(arr[mid]> number){//4.1 number在mid的左边//min不变,max = mid - 1;max = mid -1;}else if(arr[mid]< number){//4.2 number在mid的右边//max不变,min = mid + 1;min = mid +1;}else{//4.3 number跟mid指向的元素一样//找到了return mid;}}}}3. 插值查找在介绍插值查找之前,先考虑一个问题:为什么二分查找算法一定要是折半,而不是折四分之一或者折更多呢?其实就是因为方便,简单,但是如果我能在二分查找的基础上,让中间的mid点,尽可能靠近想要查找的元素,那不就能提高查找的效率了吗?二分查找中查找点计算如下:mid=(low+high)/2, 即mid=low+1/2*(high-low);我们可以将查找的点改进为如下:mid=low+(key-a[low])/(a[high]-a[low])*(high-low),这样,让mid值的变化更靠近关键字key,这样也就间接地减少了比较次数。
数据结构与算法分析java语言描述pdf
数据结构与算法分析java语言描述pdf
《数据结构与算法分析:Java语言描述》是一本书,它能够帮助Java开
发人员更加深入地了解和使用数据结构和算法。
它深入探讨了哈希表、优先级队列、图、查找以及算法设计。
本书讲解了数据结构和算法的
基本概念、抽象数据类型(ADT)的概念以及广泛使用的技术,着重
于Java的实现,充分利用了Java的语言特性和库方法。
主要内容:
1. 基本概念:
(1)概述数据结构和算法分析;
(2)Java语言的实现;
2. 抽象数据类型:
(1)概念、实现原理;
(2)Java中的ADT实现;
3. 数据结构:
(1)数组、链表、栈、队列和优先队列;
(2)字符串、树、二叉搜索树;
(3)堆、图、哈希表;
4. 算法分析:
(1)插入排序、快速排序与选择排序;
(2)搜索、广度优先和深度优先;
(3)贪婪算法、分治法、动态规划;
5. 高级主题:
(1)Java语言特性和库方法;
(2)几何、拓扑排序和资源调度;
(3)图算法:最短路径、次小生成树、网络流;(4)密码学中的技术;
(5)数据结构在地图查询中的应用。
数据结构算法项目
数据结构算法项目数据结构和算法项目是一个广泛的领域,有许多不同的项目可供选择。
以下是一些可能的数据结构和算法项目的示例:1.实现一个栈(Stack):栈是一种抽象数据类型,它遵循后进先出(LIFO)原则。
你可以使用Python、Java、C++等编程语言来实现一个栈。
2.实现一个队列(Queue):队列是一种抽象数据类型,它遵循先进先出(FIFO)原则。
你可以使用Python、Java、C++等编程语言来实现一个队列。
3.实现一个链表(Linked List):链表是一种线性数据结构,它由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
你可以使用Python、Java、C++等编程语言来实现一个链表。
4.实现一个二叉搜索树(Binary Search Tree):二叉搜索树是一种树形数据结构,其中每个节点都有一个键值和两个子节点。
你可以使用Python、Java、C++等编程语言来实现一个二叉搜索树。
5.实现一个图(Graph):图是由节点和边组成的数据结构,其中节点表示对象,边表示对象之间的关系。
你可以使用Python、Java、C++等编程语言来实现一个图。
6.实现一个散列表(Hash Table):散列表是一种基于哈希函数的数据结构,它可以用于存储键值对,并能够通过键来快速访问值。
你可以使用Python、Java、C++等编程语言来实现一个散列表。
7.实现一种排序算法(Sorting Algorithm):排序算法是一种将一组数据按照特定顺序排列的算法。
你可以实现冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等算法。
8.实现一种搜索算法(Searching Algorithm):搜索算法是一种在数据结构中查找特定元素的方法。
你可以实现线性搜索、二分搜索等算法。
这些项目可以帮助你深入了解数据结构和算法的工作原理,提高你的编程技能和解决问题的能力。
你可以根据自己的兴趣和需求选择适合自己的项目,并尝试使用不同的编程语言和工具来实现它们。
java实验报告--数组
java实验报告--数组Java实验报告 - 数组引言:Java是一种广泛应用于软件开发的编程语言,其强大的数组功能使得它成为处理大量数据的理想选择。
本实验报告将探讨Java中数组的基本概念、使用方法以及一些常见的应用场景。
一、数组的定义与初始化在Java中,数组是一种用于存储多个相同类型元素的数据结构。
数组可以存储基本数据类型(如整数、浮点数等)或者对象。
声明一个数组需要指定元素的类型和数组的名称,然后使用关键字"new"来创建数组对象。
二、数组的访问与操作通过索引(index)可以访问数组中的元素,索引从0开始计数。
例如,对于一个长度为10的整数数组,可以使用arr[0]来访问第一个元素,arr[1]来访问第二个元素,以此类推。
数组的长度可以通过arr.length来获取。
三、数组的遍历与排序遍历数组是指逐个访问数组中的元素。
常用的遍历方法有使用for循环和foreach循环。
对于需要对数组进行排序的情况,可以使用Java提供的排序算法(如快速排序、冒泡排序等)或者使用Arrays类中的sort方法。
四、多维数组除了一维数组,Java还支持多维数组。
多维数组可以看作是数组的数组,可以用于存储表格、矩阵等结构化数据。
在声明多维数组时,需要指定每一维的长度。
五、数组的应用场景1. 数据存储与处理:数组可以用于存储和处理大量数据,如学生成绩、员工工资等。
通过数组,可以方便地进行数据的查找、排序和统计等操作。
2. 图像处理:图像可以用二维数组表示,每个元素代表一个像素点的颜色值。
通过对数组的操作,可以实现图像的旋转、缩放等功能。
3. 算法实现:许多算法的实现都需要使用数组,如查找算法、排序算法等。
数组的高效访问和操作使得算法的实现更加简洁和高效。
六、实验案例:数组的查找与统计为了更好地理解数组的应用,我们设计了一个实验案例:数组的查找与统计。
假设有一个整数数组,我们需要找到其中的最大值、最小值、平均值以及某个特定元素的出现次数。
java竞赛知识点总结
java竞赛知识点总结引言随着计算机技术的发展,编程竞赛已经成为了大学生程序员们的一项受欢迎的比赛。
而Java语言也成为了编程竞赛的主流语言之一。
本文将对Java编程竞赛涉及的知识点进行总结,以帮助读者更好的准备并参加Java编程竞赛。
一、基础知识1. 数据类型Java中的数据类型主要分为基本数据类型和引用数据类型。
基本数据类型包括整型(byte、short、int、long)、浮点型(float、double)、字符型(char)、布尔型(boolean)。
而引用数据类型包括类、数组、接口等。
在竞赛中,需要熟练掌握各种数据类型的特点及使用方法。
2. 控制语句Java中的控制语句包括:if-else语句、switch-case语句、for循环、while循环、do-while循环、break语句、continue语句等。
.这些控制语句可以帮助程序员控制程序的逻辑流程,是解决问题的重要工具。
3. 数组数组在编程竞赛中是常用的数据结构。
需要掌握数组的声明、初始化、遍历、排序等操作,以及在不同场景下的使用方法。
4. 字符串字符串在Java中是一个重要的数据类型。
需要掌握字符串的定义、初始化、操作方法、常用的API等知识点。
5. 类和对象面向对象是Java的编程范式,对于程序员来说需要熟练掌握类的定义、对象的创建、属性和方法的访问、继承、多态等重要知识点。
6. 包和导入包是Java中的一种组织结构,可以帮助程序员有效地管理Java类。
在编程竞赛中,需要熟练掌握包的定义、导入和使用。
7. 异常处理Java中的异常处理提供了一种灵活的机制来处理程序中的异常情况。
需要熟练掌握try-catch语句、throw和throws关键字等异常处理方法。
8. 输入输出在编程竞赛中,输入输出是非常关键的操作,需要掌握标准输入输出、文件输入输出、流操作等知识点。
9. 集合框架Java集合框架提供了一系列的接口和类来帮助程序员快速地操作集合数据。
java arrays.sort排序原理
一、引言Java是一种广泛应用的编程语言,其数组是一种常见的数据结构,而对数组进行排序是很常见的需求。
Java中提供了Arrays.sort()方法来对数组进行排序,本文将深入探讨Java中Arrays.sort()方法的排序原理。
二、Arrays.sort()方法概述1. Arrays.sort()方法是Java中对数组进行排序的工具方法,它可以对各种类型的数组进行排序,包括基本数据类型和对象类型。
2. Arrays.sort()方法使用的是经典的快速排序算法,这是一种高效的排序算法,其平均时间复杂度为O(nlogn)。
三、快速排序算法简介1. 快速排序是一种分治算法,它的基本思想是通过一次排序将待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一部分的数据小,然后分别对这两部分继续进行排序,以此类推,最终得到一个有序序列。
2. 快速排序的核心是选取一个基准元素,然后将小于基准元素的数据放到基准元素的左边,大于基准元素的数据放到基准元素的右边,最终形成以基准元素为中心的两部分子序列。
然后对两部分子序列分别进行递归排序即可。
四、Arrays.sort()方法的实现1. 在Java中,Arrays.sort()方法使用的是双轴快速排序算法的变种,这种变种是在经典的快速排序算法的基础上进行了一些优化。
2. Arrays.sort()方法会首先检查要排序的数组的长度,如果数组长度小于47,会采用插入排序算法来代替快速排序算法。
这是因为对于较小的数组,插入排序算法的性能更好。
3. 对于较大的数组,Arrays.sort()方法会选择数组中间的元素作为基准元素,并将其与第一个元素交换位置。
然后使用两个指针分别从数组的两端开始向中间移动,直到找到需要交换的元素,然后进行交换。
最终将基准元素移动到其正确的位置。
五、性能分析1. 快速排序算法的平均时间复杂度为O(nlogn),这比较其他常见的排序算法(如冒泡排序、插入排序等)具有明显优势。
Java数据结构和算法.(第二版)
2-3树 外部存储 小结 问题 实验 编程作业 第11章 哈希表 哈希化简介 开放地址法 链地址法 哈希函数 哈希化的效率 哈希化和外部存储 小结 问题 实验 编程作业 第12章 堆 堆的介绍 Heap专题applet 堆的Java代码 基于树的堆 堆排序 小结 问题 实验 编程作业 第13章 图 图简介 搜索 最小生成树 有向图的拓扑排序
问题 实验 编程作业 第6章 递归 三角数字 阶乘 变位字 递归的二分查找 汉诺(Hanoi)塔问题 归并排序 消除递归 一些有趣的递归应用 小结 问题 实验 编程作业 第7章 高级排序 希尔排序 划分 快速排序 基数排序 小结 问题 实验 编程作业 第8章 二叉树 为什么使用二叉树? 树的术语 一个类比 二叉搜索树如何工作 查找节点 插入一个节点
封面页 书名页 版权页 前言页 目录页 第1章 综述 数据结构和算法能起到什么作用? 数据结构的概述 算法的概述 一些定义 面向对象编程 软件工程 对于C++程序员的Java Java数据结构的类库 小结 问题 第2章 数组 Array专题Applet Java中数组的基础知识 将程序划分成类 类接口 Ordered专题applet 有序数组的Java代码 对数 存储对象 大O表示法 为什么不用数组表示一切? 小结 问题 实验 编程作业 第3章 简单排序
Java数据结构与算法
Java数据结构与算法一、引言Java 是一种强大、高效的编程语言,在现代软件开发领域中使用广泛。
作为一名 Java 开发人员,了解数据结构与算法的重要性不言而喻,因为数据结构和算法是计算机科学的核心。
本文将重点讨论 Java 数据结构与算法,它们的实现方式及其应用。
二、数据结构数据结构是一种在计算机中组织和存储数据的方式。
在软件开发过程中,开发人员需要选择合适的数据结构来存储和处理数据,以实现最好的性能和效率。
Java 提供了很多内置的数据结构,例如数组、链表、队列和栈等。
1. 数组数组是 Java 中最基本和最常用的数据结构之一。
它是一个固定大小的数据序列,其中的元素都具有相同的数据类型。
数组可以使用索引来访问和修改元素。
在 Java 中,可以使用内置的数组类型 int[]、double[]、char[]等,也可以使用泛型数组类型 ArrayList。
可以通过如下方式创建一个 Java 数组:int[] arr = new int[10];这会创建一个长度为 10 的 int 类型数组,其中的元素默认值为 0。
2. 链表链表是一个由节点组成的数据结构,其中每个节点都包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。
链表的优点在于可以很容易地添加或删除元素,但是访问元素时需要遍历整个链表。
Java 中提供了多种链表类型,包括单向链表、双向链表和循环链表。
可以通过如下方式创建一个单向链表:public class Node {int val;Node next;Node(int x) { val = x; }}Node head = new Node(1);head.next = new Node(2);这会创建一个包含两个元素的单向链表,其值分别为 1 和 2。
3. 队列队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,在 Java 中可以使用内置的Queue 接口实现。
Queue 接口定义了许多方法,例如 add()、remove()、peek() 等,可以用于向队列中添加元素、删除元素和获取队列顶端的元素。
java 排序逆序lambda 表达式
Java是一门广泛应用于软件开发领域的编程语言,其强大的排序和逆序功能以及灵活的Lambda表达式在实际开发中有着重要的作用。
本文将主要从以下几个方面对Java中的排序、逆序和Lambda表达式进行讨论。
一、排序在实际的软件开发中,对数据进行排序是非常常见的需求。
Java中提供了丰富的排序算法和方法,可以轻松地对数组、集合等数据结构进行排序操作。
1.1 数组排序Java中的数组排序可以使用Arrays类提供的sort()方法进行排序。
该方法使用快速排序算法对数组进行排序,其基本语法如下所示:```javaint[] arr = {5, 2, 9, 1, 7};Arrays.sort(arr);```1.2 集合排序除了对数组进行排序外,Java中的集合框架也提供了丰富的排序功能。
通过Collections类提供的sort()方法,可以对List、Set等集合进行排序操作。
下面是对List集合进行排序的示例代码:```javaList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(5);list.add(2);list.add(9);list.add(1);list.add(7);Collections.sort(list);```1.3 自定义排序除了使用Java提供的默认排序功能外,开发人员还可以根据自己的需求实现自定义的排序规则。
可以通过实现Comparator接口来定义自定义的比较器,并将其传递给排序方法,从而实现自定义排序。
以下是一个对自定义对象进行排序的示例代码:```javaclass Student {private String name;private int age;// 省略其他代码}List<Student> studentList = new ArrayList<>();// 添加学生对象到列表中// 省略其他代码Collections.sort(studentList, (s1, s2) -> s1.getAge() - s2.getAge()); ```二、逆序除了常规的升序排序,有时候还需要对数据进行逆序操作。
常见的排序算法有哪些
常见的排序算法有哪些
排序算法是《数据结构与算法》中最基本的算法之一。
排序算法可以分为内部排序和外部排序,内部排序是数据记录在内存中进行排序,而外部排序是因排序的数据很大,一次不能容纳全部的排序记录,在排序过程中需要访问外存。
常见的内部排序算法有:插入排序、希尔排序、选择排序、冒泡排序、归并排序、快速排序、堆排序、基数排序等。
用一张图概括:
关于时间复杂度
平方阶(O(n2)) 排序各类简单排序:直接插入、直接选择和冒泡排序。
线性对数阶(O(nlog2n)) 排序快速排序、堆排序和归并排序;
O(n1+§)) 排序,§是介于0 和1 之间的常数。
希尔排序
线性阶(O(n)) 排序基数排序,此外还有桶、箱排序。
关于稳定性
稳定的排序算法:冒泡排序、插入排序、归并排序和基数排序。
不是稳定的排序算法:选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序。
名词解释:
•n:数据规模
•k:"桶"的个数
•In-place:占用常数内存,不占用额外内存
•Out-place:占用额外内存
•稳定性:排序后2 个相等键值的顺序和排序之前它们的顺序相同包含以下内容:
•1、冒泡排序
•2、选择排序
•3、插入排序
•4、希尔排序
•5、归并排序
•6、快速排序
•7、堆排序
•8、计数排序
•9、桶排序
•10、基数排序。
数据结构(Java语言描述)第七章 查找
第七章 查找
目录
1 查找
2 静态查找表
第七章 查找
动态查找表 哈希表 小结
总体要求
•掌握顺序查找、折半查找的实现方法; •掌握动态查找表(包括:二叉排序树、二叉平衡树 、B-树)的构造和查找方法; •掌握哈希表、哈希函数冲突的基本概念和解决冲突 的方法。
7.1基本概念
1、数据项 数据项是具有独立含义的标识单位,是数据不可分 割的最小单位。 2、数据元素 数据元素数是据由项若(名干) 数据项构成的数据单位,是在某
}
性能分析:i 0 1 2 3 4
5 13 19 21 37
Ci 3 4 2 3 4
查找成功:
比较次数 = 路径上的结点数
比较次数 = 结点 4 的层数
比较次数
2
56 7 56 64 75 1 34
判定树
5
8 9 10 80 88 92 2 34
查找37 8
树的深度
0
3
6
9
≤=
log2n +1
1
4
}
【算法7-1】初始化顺序表 public SeqTable(T[] data,int n){
elem=new ArrayList<ElemType<T>>(); ElemType<T> e; for(int i=0;i<n;i++){
e=new ElemType<T>(data[i]); elem.add(i, e); } length=n; }
前者叫作最大查找长度(Maximun Search Length),即 MSL。后者叫作平均查找长度(Average Search Length) ,即ASL。
基于比较的排序算法有哪些
基于比较的排序算法有哪些七种排序算法[1]分别是:•四种基本排序算法:冒泡排序,选择排序,插入排序,希尔排序。
•三种高级排序算法:归并排序,快速排序,堆排序。
这七种排序算法都是比较排序算法,这种算法的特点顾名思义就是排序是依赖于元素间两两比较的结果[2]。
任何比较算法在最坏的情况下都要经过Ω(nlgn)次比较。
1. 冒泡排序顾名思义,冒泡排序的整个过程就像碳酸饮料中的小气泡,慢慢浮到最上面。
只不过在冒泡排序中浮上去的是最大的数而已。
简要思路:遍历数组,每次比较相邻的两个元素 arr[i],arr[i + 1],如果 arr[i + 1] < arr[i] ,就把 arr[i + 1] 和 arr[i] 调换位置。
冒泡排序有这样的排序特性:•每次都只排好一个元素。
•最坏情况时间复杂度为O(n^2)。
•平均情况时间复杂度为O(n^2)。
•需要额外空间O(1)。
•所需时间与输入数组的初始状态无关。
算法示例public static void bubbleSort(int[] arr) {int n = arr.length;// 每一次循环,都把最大的元素冒泡到对应的位置for (int i = 0; i < n - 1; ++i) {for (int j = 0; j < n - i - 1; ++j) {// 如果后一个比前一个小,那么就把大的放后面if (less(arr, j + 1, j)) exch(arr, j, j + 1);}}}2. 选择排序其实选择排序,直观上来说和冒泡排序差不多,只不过么有了相邻元素频繁交换的操作,但是却保留了冒泡排序频繁访问数组的特点。
简要思路:对于每一个循环,我们在剩余的未排序数中找到最小数对应的下标,遍历一次后再把对应的数放到合适的位置。
选择排序有这样的排序特性:•每次循环都只排好一个元素。
•最坏情况时间复杂度为\Theta (n^2)。
数据结构java语言描述
数据结构java语言描述数据结构是计算机科学中的一门重要课程,它研究如何组织和存储数据,以便于程序的操作和使用。
在现代计算机科学中,数据结构被广泛应用于算法设计、程序设计、数据库系统、网络通信等领域。
本文将以《数据结构Java语言描述》为标题,介绍数据结构的基本概念、分类、常用算法和Java语言实现。
一、基本概念数据结构是指数据元素之间的关系,包括数据元素的类型、组织方式和操作方法。
常见的数据结构有线性结构、树形结构和图形结构。
线性结构是指数据元素之间存在一个前驱和一个后继,例如数组、链表、栈和队列等;树形结构是指数据元素之间存在一个父子关系,例如二叉树、堆和哈夫曼树等;图形结构是指数据元素之间存在多种关系,例如有向图、无向图和带权图等。
数据结构的基本操作包括插入、删除、查找和遍历等。
插入操作是将一个新的数据元素插入到已有数据结构中,删除操作是将一个已有数据元素从数据结构中删除,查找操作是在数据结构中查找一个指定的数据元素,遍历操作是按照一定的方式遍历数据结构中的所有数据元素。
二、分类数据结构可以按照不同的方式进行分类,常见的分类方法包括线性结构、树形结构、图形结构、顺序存储结构和链式存储结构等。
1.线性结构线性结构是指数据元素之间存在一个前驱和一个后继,数据元素之间的关系具有线性的特点。
常见的线性结构包括数组、链表、栈和队列等。
数组是一种线性结构,它是由一组连续的存储单元组成的,每个存储单元存储一个数据元素。
数组的特点是支持随机访问,但插入和删除操作效率较低。
链表是一种线性结构,它是由一组不连续的存储单元组成的,每个存储单元存储一个数据元素和一个指向下一个存储单元的指针。
链表的特点是插入和删除操作效率较高,但访问操作效率较低。
栈是一种线性结构,它是一种后进先出(LIFO)的数据结构,支持插入和删除操作。
栈的应用包括表达式求值、函数调用和回溯算法等。
队列是一种线性结构,它是一种先进先出(FIFO)的数据结构,支持插入和删除操作。
第10章 排序(3)-数据结构教程(Java语言描述)-李春葆-清华大学出版社
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排序区间是R[s..t](为大问题),当其长度为0或者1时,本身就是有 序的,不做任何处理。
否则,其中间位置m,采用相同方法对R[s..m]和R[m+1..t]排好序(分 解为两个小问题),再调用前面的二路归并算法Merge(s,m,t)得到整 个有序表(合并)。
f(R,s,t) ≡ 不做任何事情
int i=low,j=mid+1,k=0;
//k是R1的下标,i、j分别为第1、2段的下标
while (i<=mid && j<=high)
//在第1段和第2段均未扫描完时循环
if (R[i].key<=R[j].key) //将第1段中的元素放入R1中
{ R1[k]=R[i];
i++; k++; }
空间复杂度为O(high-low+1)
else
//将第2段中的元素放入R1中
{ R1[k]=R[j];
j++; k++;
}
while (i<=mid)
//将第1段余下部分复制到R1
{ R1[k]=R[i];
i++; k++;
}
while (j<=high)
//将第2段余下部分复制到R1
{ R1[k]=R[j];
j++; k++;
}
for (k=0,i=low;i<=high;k++,i++)
//将R1复制回R中
R[i]=R1[k];
}
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各种排序算法大全
6.1.3 直接插入排序
实用例子:
已知待序的一组记录的初始排列为:21, 25, 49, 25*, 16, 08
21 25 49 25* 16 08 012345
6.1.3 直接插入排序
实用例子:
i=1
21 25 49 25* 16 08 25 012345 temp
i=2 i=3
21 25 49 25* 16 08 49 012345 temp
6.1.3 直接插入排序
算法实现:
void InsertSort (int r[ ], int n ) {
// 假设关键字为整型,放在向量r[]中 int i, j, temp; for (i = 1;i< n;i++ ) {
temp = r[i]; for(j = i;j>0;j- -) {//从后向前顺序比较,并依次后移
k=i
for j=i+1 to n
真
a[j]<a[k]
k=j
真
i != k
a[i]a[k]
输出a[1] 到 a[n]
#include <stdio.h> main() { int a[11],i,j,k,x;
printf("Input 10 numbers:\n"); for(i=1;i<11;i++)
27 38 [97 76 49 65 ] 27 38 49 [76 97 65 ] 27 38 49 65 [97 76 ] 27 38 49 65 76 [97 ]
6.1.5 选择排序
算法实例:
初始
21 25 49 25* 16 08
0
数据结构之java排序javasort
数据结构排序思想和算法分析(java 版)一、排序的概念:1、设 n 个记录的序列为 { R 1 , R 2 , R 3 , . . . , R n }其相应的关键字序列为 { K 1 , K 2 , K 3 , . . . , K n }若规定 1 , 2 , 3 , . . . , n 的一个排列 p 1 , p 2 , p 3 , . . . , p n ,使得相应的关键字满足如下非递减关系:K p1 ≤ K p2 ≤ K p3 ≤ . . . ≤ K pn则原序列变为一个按关键字有序的序列:R p1 , R p2 , R p3 , . . . , R pn此操作过程称为排序。
2、排序问题一般分为内排序( internal sorting )和外排序( external sorting )两类:2.1. 内排序:待排序的表中记录个数较少,整个排序过程中所有的记录都可以保留在内存中;按照排序过程中所依据的原则的不同可以分类为:插入排序(直接插入排序、折半插入排序、希尔排序)交换排序(快速排序) (冒泡泡排序、快速排序)选择排序(直接选择排序、堆排序)归并排序基数排序二叉排序树排序2.2.外排序:待排序的记录个数足够多,以至于他们必须存储在磁带、磁盘上组成外部文件,排序过程中需要多次访问外存。
3、排序的时间复杂性:排序过程主要是对记录的排序码进行比较和记录的移动过程。
因此排序的时间复杂性可以算法执行中的数据比较次数及数据移动次数来衡量。
当一种排序方法使排序过程在最坏或平均情况下所进行的比较和移动次数越少,则认为该方法的时间复杂性就越好,分析一种排序方法,不仅要分析它的时间复杂性,而且要分析它的空间复杂性、稳定性和简单性等。
二、各种排序算法及代码详解:1、插入类排序--直接插入排序插入类排序算法思想:主要就是对于一个已经有序的序列中,插入一个新的记录,但要求插入后此数据序列仍然有序,这个时候就要用到插入排序法。
java中array的sort方法
一、介绍Java中的数组是一种常见的数据结构,而对数组进行排序则是经常需要的操作之一。
在Java中,数组的排序可以通过Arrays类提供的sort方法来实现。
本文将深入探讨Java中数组排序的实现原理、使用方法以及性能分析,帮助读者更好地理解和应用该方法。
二、sort方法的使用在Java中,使用Arrays类的sort方法可以对数组进行快速排序。
该方法有多种重载形式,可以用于对不同类型的数组进行排序,代码示例如下:```java// 对整型数组进行排序int[] arr = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5};Arrays.sort(arr);// 对字符串数组进行排序String[] strArr = {"apple", "banana", "orange", "pear"}; Arrays.sort(strArr);```通过调用sort方法,可以对数组进行升序排序,默认情况下是采用快速排序算法。
三、实现原理1. 快速排序算法Java中的Arrays.sort方法默认采用快速排序算法,该算法的时间复杂度为O(nlogn),是一种高效的排序算法。
快速排序的实现原理是通过分治法将数组分割为较小的子数组,然后分别对子数组进行排序,并最终将排好序的子数组合并起来。
2. 排序规则对于基本数据类型的数组,sort方法会按照元素的自然顺序进行排序;对于对象数组,则要求对象实现Comparable接口或者提供Comparator比较器。
3. 对象排序如果需要对包含自定义对象的数组进行排序,需要确保该对象实现Comparable接口,或者通过Comparator进行比较。
示例如下:```java// 自定义对象实现Comparable接口class Student implements Comparable<Student> {private int id;private String name;// 省略其他属性和方法@Overridepublic intpareTo(Student o) {return this.id - o.id;}}// 使用Comparator进行比较class ScoreComparator implements Comparator<Student> {@Overridepublic intpare(Student o1, Student o2) {return o1.getScore() - o2.getScore();}}```四、性能分析Arrays.sort方法采用快速排序算法,其平均时间复杂度为O(nlogn),是一种高效的排序算法。
尚硅谷_宋红康_数据结构_排序算法
讲师:宋红康
新浪微博:尚硅谷-宋红康
JavaSE知识图解
JAVA发展历程 JAVA环境搭建 基础程序设计
Eclipse使用 泛型
数据类型
运算符
流程控制
数组
枚举 装箱/拆箱 可变 参数 JAVA 新特 性 类和 对象 属性
面向对象编程
方法
三大 特性
接口
设计模式
应用程序开发
Annotation
直接插入排序、折半插入排序、Shell排序
归并排序 桶式排序 基数排序
InsertSort.java
直接插入排序效率分析
算法的时间效率:在最坏的情况下,所有元素的比较次 数总和为(0+1+2+…+n-1)= ;在其他情况下,
也要考虑移动元素的次数,故时间复杂度为
算法的空间效率:空间效率很高,只需要一个附加程序 单元用于交换,其空间效率为 算法的稳定性:稳定
异常处理 多线程 反射
连接Oracle
JDBC
集合
类库
IO
网络
I ? T?
算法+数据结构=程序
数据结构
编程的本质就是对数据(信息以数据的形式而存在)的 处理,实际编程中不得不处理大量数据,因此实际动手编 程之前必须先分析处理这些数据,处理数据之间存在的关 系。 现实的数据元素之间有着纷繁复杂的逻辑关系,需要采 用合适的物理结构来存储这些数据,并以此为基础对这些 数据进行相应的操作。同时,还要分析这些数据结构在时 间、空间上的开销的优劣。这种专门研究应用程序中数据 之间逻辑关系、存储方式及其操作的学问就是数据结构。
SelectSort2.java
直接选择排序效率分析
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package paixu;//package zuoye;import java.util.Scanner;public class Sort {// 1 直接插入排序法:public void InsertionSort(int a[]) {for (int i = 1; i < a.length; i++) {for (int j = 0; j < i; j++) {if (a[j] > a[i]) {// 设计标记位int temp = a[i];/** 后移数据*/for (int m = i; m > j; m--) {a[m] = a[m--];}a[j] = temp;}}}}// 希尔排序public static void shellSort(int a[]) {int temp;for (int k = a.length / 2; k > 0; k /= 2) {for (int i = k; i < a.length; i++) {for (int j = i; j >= k; j -= k) {if (a[j - k] > a[j]) {temp = a[j - k];a[j - k] = a[j];a[j] = temp;}}}}}// 3 冒泡排序法for (int i = 1; i < a.length; i++) {for (int j = 0; j < a.length - i; j++) {if (a[j] > a[j + 1]) {int temp = a[j + 1];a[j + 1] = a[j];a[j] = temp;}}}}// 4 快速排序public void quickSort(int[] pData, int left, int right) { int i, j;int middle, temp;i = left;j = right;middle = pData[left];while (true) {while ((++i) < right - 1 && pData[i] < middle);while ((--j) > left && pData[j] > middle);if (i >= j)break;temp = pData[i];pData[i] = pData[j];pData[j] = temp;}pData[left] = pData[j];pData[j] = middle;if (left < j)quickSort(pData, left, j);if (right > i)quickSort(pData, i, right);}// 5 选择排序法:for (int i = 0; i < a.length; i++) {int position = i;for (int j = i + 1; j < a.length; j++) {if (a[position] > a[j]) {int temp = a[position];a[position] = a[j];a[j] = temp;}}}}/** 6 归并排序*/public static void mergeSort(int a[], int low, int high) { if (low < high) {mergeSort(a, low, (low + high) / 2);mergeSort(a, (low + high) / 2 + 1, high);merge(a, low, (high + low) / 2, high);}}private static void merge(int[] a, int low, int mid, int high) { int[] b = new int[high - low + 1];int s = low;int t = mid + 1;int k = 0;while (s <= mid && t <= high) {if (a[s] <= a[t])b[k++] = a[s++];elseb[k++] = a[t++];}while (s <= mid)b[k++] = a[s++];while (t <= high)b[k++] = a[t++];for (int i = 0; i < b.length; i++) {a[low + i] = b[i];}}/** 7 堆排序*/public static void heapSort(int[] array) {for (int i = 1; i < array.length; i++) {makeHeap(array, i);}for (int i = array.length - 1; i > 0; i--) {int temp = array[i];array[i] = array[0];array[0] = temp;rebuildHeap(array, i);}}/*** 堆排序辅助方法---创建堆*/private static void makeHeap(int[] array, int k) {int current = k;while (current > 0 && array[current] > array[(current - 1) / 2]) {int temp = array[current];array[current] = array[(current - 1) / 2];array[(current - 1) / 2] = temp;current = (current - 1) / 2;}}/*** 堆排序辅助方法---堆的根元素已删除,末尾元素已移到根位置,开始重建*/private static void rebuildHeap(int[] array, int size) {int currentIndex = 0;int right = currentIndex * 2 + 2;int left = currentIndex * 2 + 1;int maxIndex = currentIndex;boolean isHeap = false;while (!isHeap) {if (left < size && array[currentIndex] < array[left]) {maxIndex = left;}if (right < size && array[maxIndex] < array[right]) {maxIndex = right;}if (currentIndex == maxIndex) {isHeap = true;} else {int temp = array[currentIndex];array[currentIndex] = array[maxIndex];array[maxIndex] = temp;currentIndex = maxIndex;right = currentIndex * 2 + 2;left = currentIndex * 2 + 1;}}}/** 打印排序后的数组元素*/public void Print(int a[]) {System.out.println("从小到大排序结果为:");for (int i = 0; i < a.length; i++) {System.out.print(a[i] + ",");}}public static void main(String[] args) {int a[] = new int[8];Sort px = new Sort();Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入8个整数:2 , 12 , 12 , 21 , 30 , 33 ,45 , 68");for (int i = 0; i < a.length; i++) {int j = scanner.nextInt();a[i] = j;}System.out.println("您输入的整数依次为:");for (int i = 0; i < a.length; i++) {System.out.print(a[i] + ",");}System.out.println("\n" + "-------------");System.out.println("\n" + "采用冒泡排序法:");px.BubbleSort(a); // 调用冒泡算法px.Print(a);System.out.println("\n" + "-------------");System.out.println("\n" + "采用插入排序法:");px.InsertionSort(a); // 调用插入算法px.Print(a);System.out.println("\n" + "--------------");System.out.println("快速排序的结果是:");px.quickSort(a, 0, a.length - 1);// 调用快速排序px.Print(a);System.out.println("\n" + "-------------");System.out.println("\n" + "采用选择排序法:");px.SelectSort(a); // 调用选择算法px.Print(a);System.out.println("\n" + "--------------");System.out.println("\n" + "采用归并排序");Sort.mergeSort(a, 0, a.length - 1);px.Print(a);System.out.println("\n" + "--------------");System.out.println("\n" + "采用希尔排序");Sort.shellSort(a);px.Print(a);System.out.println("\n" + "--------------");System.out.println("\n" + "采用堆排序");Sort.heapSort(a);px.Print(a);}}。