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算法|排序算法和二分查找

算法数据结构排序算法二分查找快速排序面试题

一、排序算法 1. 冒泡排序(Bubble Sort) 【算法|排序算法和二分查找】冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果顺序（如从大到小、首字母从Z到A）错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。
1.1 原理

  1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
  2. 对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
  3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
  4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
1.2 动画演示
算法|排序算法和二分查找
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1.3 代码实现
public static void sort(int[] arr){ //外层循环比较轮数 for (int i=0; iarr[j+1]){//相邻元素比较，若逆序则交换（升序为左大于右，降序反之） int temp=arr[j]; arr[j]=arr[j+1]; arr[j+1]=temp; } } } }

2. 选择排序(Selection Sort) 首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。
2.1 原理
第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，然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小（大）元素，然后放到已排序的序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素的个数为零。选择排序是不稳定的排序方法。
2.2 动画演示
算法|排序算法和二分查找
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2.3 代码实现
public static void selectionSort(int[] arr){ for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++){ // 交换次数 // 先假设每次循环时，最小数的索引为i int minIndex = i; // 每一个元素都和剩下的未排序的元素比较 for(int j = i + 1; j < arr.length; j++){ if(arr[j] < arr[minIndex]){//寻找最小数 minIndex = j; //将最小数的索引保存 } }//经过一轮循环，就可以找出第一个最小值的索引，然后把最小值放到i的位置 swap(arr, i, minIndex); } } private static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; }

3.快速排序 快速排序(Quicksort)是对冒泡排序算法的一种改进。
快速排序的基本思想：通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。
3.1 原理
快速排序使用分治法来把一个串（list）分为两个子串（sub-lists）。具体算法描述如下：
  1. 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）；
  2. 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
  3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
3.2 动画演示
算法|排序算法和二分查找
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3.3 代码实现
public static void sort(int[] arr,int L,int R){ //如果起始下标别结束下标大，则结束程序 if(L>R) return; //定义基准数 int pivot = arr[L]; //定义变量left指向起始值 int left = L; //定义变量right指向末尾值 int right= R; //开始比较 while(left != right){//left和right没有相遇，说明可以继续检索//先由right从右往左检索，如果检索到比基准值小，则停下 //换言之，如果检索到比基准值大或者相等，则继续检索 while(arr[right]>=pivot && left

二、查找算法 1. 二分查找 二分查找也称折半查找（Binary Search），它是一种效率较高的查找方法。但是，折半查找要求线性表必须采用顺序存储结构，而且表中元素按关键字有序排列。
1.1 原理
  1. 首先，从数组的中间元素开始搜索，如果该元素正好是目标元素，则搜索过程结束，否则执行下一步。
  2. 如果目标元素大于/小于中间元素，则在数组大于/小于中间元素的那一半区域查找，然后重复步骤1的操作。
  3. 如果某一步数组为空，则表示找不到目标元素。
1.2 代码实现
public static int binarySearch(Integer[] srcArray, int des) { //定义初始最小、最大索引 int start = 0; int end = srcArray.length - 1; //确保不会出现重复查找，越界 while (start <= end) { //计算出中间索引值 int middle = (end + start)>>>1 ; //防止溢出 if (des == srcArray[middle]) { return middle; //判断下限 } else if (des < srcArray[middle]) { end = middle - 1; //判断上限 } else { start = middle + 1; } } //若没有，则返回-1 return -1; }

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