常用排序算法分析与实现 - 图文(4)

2019-05-17 19:18

4. 5. /**

6. * 简单选择排序算法 7. * @author jzj 8. * @date 2009-12-5 9. *

10. * @param 11. */

12. public class SelectSort> extends Sort { 13. 14. /**

15. * 排序算法的实现,对数组中指定的元素进行排序 16. * @param array 待排序的数组 17. * @param from 从哪里开始排序 18. * @param end 排到哪里 19. * @param c 比较器 20. */

21. public void sort(E[] array, int from, int end, Comparator c) { 22. int minlIndex;//最小索引 23. /*

24. * 循环整个数组(其实这里的上界为 array.length - 1 即可,因为

当 i= array.length-1

25. * 时,最后一个元素就已是最大的了,如果为array.length时,内

层循环将不再循环),每轮假设

26. * 第一个元素为最小元素,如果从第一元素后能选出比第一个元素

更小元素,则让让最小元素与第一

27. * 个元素交换 28. */

29. for (int i = from; i <= end; i++) {

30. minlIndex = i;//假设每轮第一个元素为最小元素 31. //从假设的最小元素的下一元素开始循环 32. for (int j = i + 1; j <= end; j++) {

33. //如果发现有比当前array[smallIndex]更小元素,则记下该元素的索引于

smallIndex中

34. if (c.compare(array[j], array[minlIndex]) < 0) {

35. minlIndex = j; 36. } 37. } 38.

39. //先前只是记录最小元素索引,当最小元素索引确定后,再与每轮的第一

个元素交换

40. swap(array, i, minlIndex); 41. } 42. } 43. 44. /** 45. * 测试

46. * @param args 47. */

48. public static void main(String[] args) {

49. Integer[] intgArr = { 5, 9, 1, 4, 1, 2, 6, 3, 8, 0, 7 }; 50. SelectSort insertSort = new SelectSort(); 51. Sort.testSort(insertSort, intgArr); 52. Sort.testSort(insertSort, null); 53. } 54. } 堆排序

堆实质上是满足如下性质的完全二叉树:树中任一非叶结点的关键字均不大于(或不小于)其左右孩子(若存在)结点的关键字。

【例】关键字序列(10,15,56,25,30,70)和(70,56,30,25,15,10)分别满足堆性质(1)和(2),故它们均是堆,其对应的完全二叉树分别如小根堆示例和大根堆示例所示:

根结点(亦称为堆顶)的关键字是堆里所有结点关键字中最小者的堆称为小顶堆。

根结点(亦称为堆顶)的关键字是堆里所有结点关键字中最大者,称为大顶堆。 堆是一种完全二叉树,一般使用数组来实现。堆排序也是一种选择性的排序,每次选择第i大的元素。

另外排序过程中借助了堆结构,堆就是一种完全二叉树,所以这里先要熟悉要用的二叉树几个性质:

N(N>1)个节点的的完全二叉树从层次从左自右编号,最后一个分枝节点(非叶子节点)的编号为 N/2 取整。

且对于编号 i(1<=i<=N)有:父节点为 i/2 向下取整;若2i>N,则节点i没有左孩子,否则其左孩子为2i;若2i+1>N,则没有右孩子,否则其右孩子为2i+1。 注,这里使用完全二叉树只是为了好描述算法,它只是一种逻辑结构,真真在实现时我们还是使用数组来存储这棵二叉树的,因为完全二叉树完全可以使用数组来存储。

算法描述:

堆排序其实最主要的两个过程:第一步,创建初始堆;第二步,交换根节点与最后一个非叶子节

第一步实现 :从最后一个非叶子节点为开始向前循环每个会支节点,比较每个分支节点与他左右子节点,如果其中某个子节点比父节点大,则与父节点交换,交换后原父节点可能还小于原子节点的子节点,所以还需对原父节点进行调整,使用原父节点继续下沉,直到没有子节点或比左右子节点都大为止,调用过程可通过递归完成。当某个非叶子节点调整完毕后,再处理下一个非叶子节点,直到根节点也调整完成,这里初始堆就创建好了,这里我们创建的是大顶堆,即大的元素向树的根浮,这样排序最后得到的结果为升序,因为最大的从树中去掉,并从数组最后往前存放。

第二步实现 :将树中的最后一个元素与堆顶元素进行交换,并从树中去掉最后叶子节点。交换后再按创建初始堆的算法调整根节点,如此下去直到树中只有一个节点为止。

根结点(亦称为堆顶)的关键字是堆里所有结点关键字中最小者的堆称为小顶堆。 根结点(亦称为堆顶)的关键字是堆里所有结点关键字中最大者,称为大顶堆。 堆是一种完全二叉树,一般使用数组来实现。堆排序也是一种选择性的排序,每次选择第i大的元素。

另外排序过程中借助了堆结构,堆就是一种完全二叉树,所以这里先要熟悉要用的二叉树几个性质:

N(N>1)个节点的的完全二叉树从层次从左自右编号,最后一个分枝节点(非叶子节点)的编号为 N/2 取整。

且对于编号 i(1<=i<=N)有:父节点为 i/2 向下取整;若2i>N,则节点i没有左孩子,否则其左孩子为2i;若2i+1>N,则没有右孩子,否则其右孩子为2i+1。 注,这里使用完全二叉树只是为了好描述算法,它只是一种逻辑结构,真真在实现时我们还是使用数组来存储这棵二叉树的,因为完全二叉树完全可以使用数组来存储。 算法描述:

堆排序其实最主要的两个过程:第一步,创建初始堆;第二步,交换根节点与最后一个非叶子节

第一步实现 :从最后一个非叶子节点为开始向前循环每个会支节点,比较每个分支节点与他左右子节点,如果其中某个子节点比父节点大,则与父节点交换,交换后原父节点可能还小于原子节点的子节点,所以还需对原父节点进行调整,使用原父节点继续下沉,直到没有子节点或比左右子节点都大为止,调用过程可通过递归完成。当某个非叶子节点调整完毕后,再处理下一个非叶子节点,直到根节点也调整完成,这里初始堆就创建好了,这里我们创建的是大顶堆,即大的元素向树的根浮,这样排序最后得到的结果为升序,因为最大的从树中去掉,并从数组最后往前存放。

第二步实现 :将树中的最后一个元素与堆顶元素进行交换,并从树中去掉最后叶子节点。交换后再按创建初始堆的算法调整根节点,如此下去直到树中只有一个节点为止。

根结点(亦称为堆顶)的关键字是堆里所有结点关键字中最小者的堆称为小顶堆。 根结点(亦称为堆顶)的关键字是堆里所有结点关键字中最大者,称为大顶堆。 堆是一种完全二叉树,一般使用数组来实现。堆排序也是一种选择性的排序,每次选择第i大的元素。

另外排序过程中借助了堆结构,堆就是一种完全二叉树,所以这里先要熟悉要用的二叉树几个性质:

N(N>1)个节点的的完全二叉树从层次从左自右编号,最后一个分枝节点(非叶子节点)的编号为 N/2 取整。

且对于编号 i(1<=i<=N)有:父节点为 i/2 向下取整;若2i>N,则节点i没有左孩子,否则其左孩子为2i;若2i+1>N,则没有右孩子,否则其右孩子为2i+1。 注,这里使用完全二叉树只是为了好描述算法,它只是一种逻辑结构,真真在实现时我们还是使用数组来存储这棵二叉树的,因为完全二叉树完全可以使用数组来存储。 算法描述:


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