一、搜索算法
二分算法
二分算法(Binary Search)又称折半查找,是一种高效的查找算法。它的基本思想是:将有序数组(或集合)一分为二,若当前中间元素等于目标元素,则查找成功;若当前中间元素大于目标元素,则查找左半部分;若当前中间元素小于目标元素,则查找右半部分。重复以上步骤,直到查找到目标元素或查找区间为空,查找失败。
下面是用Java实现的二分算法:
public static int binarySearch(int[] arr, int target) { if (arr == null || arr.length == 0) { return -1; } int left = 0; int right = arr.length - 1; while (left <= right) { int mid = left + (right - left) / 2; if (arr[mid] == target) { return mid; } else if (arr[mid] > target) { right = mid - 1; } else { left = mid + 1; } } return -1; }
上述方法使用了一组有序的整数数组和一个目标值作为参数,返回目标值在数组中的索引;如果目标值不存在于数组中,就返回 -1。
算法的核心是 while 循环,它在 left 和 right 满足特定条件的情况下反复执行:
如果 mid 等于 target,则返回 mid,算法结束;
如果 mid 大于 target,则在左侧继续查找,即将 right 设置为 mid - 1;
如果 mid 小于 target,则在右侧继续查找,即将 left 设置为 mid + 1。
每次循环时,我们使用 mid = left + (right - left) / 2 计算出中间元素的索引。需要注意的是,我们必须使用 left + right 的形式,而不能使用 (left + right) / 2 的形式,否则可能会导致整数溢出问题。
二、排序算法
在Java中,排序算法是通过实现Comparable或Comparator接口来实现的。以下是几种常用的排序算法和它们的实现方法:
冒泡排序
冒泡排序是一种简单的排序算法。它的思想是不断地比较相邻的两个元素,如果顺序不对,就交换位置。这个过程就像水泡不断往上升一样,所以叫冒泡排序。
public static void bubbleSort(int[] arr) { int temp; for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) { for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { //交换位置 temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } }
选择排序
选择排序的思想是,从未排序的元素中选择最小的元素放到已排序的末尾。每次找到最小元素后,与当前未排序的第一个元素交换位置。
public static void selectionSort(int[] arr) { int minIndex; for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) { minIndex = i; for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) { if (arr[j] < arr[minIndex]) { minIndex = j; } } //交换位置 int temp = arr[i]; arr[i] = arr[minIndex]; arr[minIndex] = temp; } }
插入排序
插入排序的思想是,将未排序元素插入到已排序的合适位置。从未排序的元素中选择一个元素,在已排序的元素中从后往前遍历,如果比已排序的元素小,则向后移动一个位置,继续比较;直到找到比未排序的元素小的位置,然后插入到这个位置。
public static void insertionSort(int[] arr) { int preIndex, current; for (int i = 1; i < arr.length; i++) { preIndex = i - 1; current = arr[i]; while (preIndex >= 0 && arr[preIndex] > current) { arr[preIndex + 1] = arr[preIndex]; preIndex--; } arr[preIndex + 1] = current; } }
快速排序
快速排序是一种基于分治思想的排序算法。它选择一个基准点,将数组分成小于等于基准点和大于基准点的两个子数组,然后递归地对两个子数组排序。
public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { if (left < right) { int i = left, j = right, pivot = arr[left]; while (i < j) { while (i < j && arr[j] >= pivot) { j--; } if (i < j) { arr[i++] = arr[j]; } while (i < j && arr[i] <= pivot) { i++; } if (i < j) { arr[j--] = arr[i]; } } arr[i] = pivot; quickSort(arr, left, i - 1); quickSort(arr, i + 1, right); } }
以上就是Java编程中快速掌握搜索算法和排序算法的方法的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!