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冒泡,选择,插入排序算法

排序算法

排序也成排序算法(Sort Algorithm),排序是将一组数据,依指定的顺序进行排列的过程

排序的分类

内部排序:指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器中进行排序

外部排序法:数据量过大,无法全部加载到内存中,需要借助外部存储进行排序

度量一个程序(算法)执行时间的两种方法

1.事后统计的方法

这种方法可行,但是有两个问题,一是要想对设计的算法的运行性能进行评测,需要实际运行该程序:二是所得时间的统计量依赖于计算机的硬件,软件等环境因素,这种方式,要在同一台计算机的相同状态下运行,才能比较那个算法速度更快

2.事前估算的方法

通过分析某个算法的时间复杂度来判断那个算法更优

算法的时间复杂度

时间频度:一个算法花费的时间与算法中语句的执行次数成正比例,哪个算法中语句执行次数多,他花费时间就多,一个算法中的语句执行次数称为语句频度或时间频度 . 记为:T(n)

统计时间频度时:随着n的变大,常数项,低次项,系数可以忽略

时间复杂度

1.一般情况下,算法中的操作语句的重复执行次数是问题规模n的某个函数,用T(n)表示,若有某个辅助函数f(n),使得当n趋近于无穷大时,T(n)/f(n)的极限值为不等于零的常数,则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n)),称O(f(n))为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度

2.T(n)不同,但时间复杂度可能相同

3计算时间复杂度的方法

  1. 用常数1代替运行时间中的所有加法常数 T(n)=n^2 7n 6 => T(n)=n^2 7n 1

  2. 修改后的运行次数函数中,只保留最高阶项 T(n)=n^2 7n 1 => T(n)=n^2

  3. 去除最高阶项的系数 T(n)=n^2=> T(n)=n^2

常见的时间复杂度

1.常数阶O(1) :无论代码执行多少行,只要是没有循环等复杂结构,那么这个代码的时间复杂度就都是O(1)

2.对数阶O(log2n) :

//说明:在while循环里面,每次都将i乘以2,乘完之后,i距离n就越来越近了,假设循环x次之后,退出循环,也就是说2的x次方等于n,那么x=log2n也就是说当循环log2n次以后,这个代码就结束了。因此这个代码的时间复杂度为:O(log2n)//如果a的x次方等于N(a>0,且a不等于1),那么数x叫做以a为底N的对数(logarithm),记作x=logaN。其中,a叫做对数的底数,N叫做真数//这段代码执行log2^1024次public static void main(String[] args) {      int count=0;      int i=1;      int n=1024;      while(i<n) {          i=i*2;          count  ;      }      //log2^1024=10      System.out.println(count);//10          }

3.线性阶O(n) :for循环代码执行n遍,因此他消耗的时间是随着n的变化而变化的

4线性对数阶O(nlog2n) :线性对数阶O(nlogN)其实非常容易理解,将时间复杂度为O(logn)的代码循环N遍的话,那么时间复杂度就是n*O(logN)

5.平方阶O(n^2) :如果把O(n)的代码在嵌套一遍,他的时间复杂度就是O(n^2),

//这段代码其实就是嵌套了2层n循环,他的时间复杂度就是O(n*n)for(x=1;i<=n;x  ) {     for(x=1;i<=n;x  ) {            j=i;            j  ;        }    }

6.立方阶O(n^3) :相当于三层for循环

7.k次方阶(n^K)

8.指数阶O(2^n)

空间复杂度

类似于时间复杂度的讨论,一个算法的空间复杂度定义为该算法锁耗费的存储空间,他也是问题规模n的函数

冒泡排序

每一次进行排序都会确定出一个最大值

package sort;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Arrays;import java.util.Date;public class BubbleSort {    public static void main(String[] args) {        //int arr[] = {3,9,-1,10,-2};        //时间复杂度O(n^2)        //测试冒泡排序的速度,要求排序80000个数字        int[] arr = new int[80000];        for(int i=0;i<arr.length;i  ) {            //每循环一次就添加一个元素            arr[i]=(int)(Math.random()*80000);        }        Date data1 = new Date();        System.out.println(data1);        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");        String dateStr = sdf.format(data1);        System.out.println("开始时间" dateStr);        System.out.println("排序进行中........");        //对数组进行排序        bubbleSort(arr);        Date data2 = new Date();        String dateStr2 = sdf.format(data2);        System.out.println("开始时间" dateStr2);        System.out.println("排序结束");            }    public static void bubbleSort(int[] arr) {        int temp = 0;//临时变量        boolean b = false;        for(int i=0;i<arr.length-1;i  ) {//一共需要进行arr.length-1次排序            for(int j=0; j<arr.length-1-i;j  ) {                if(arr[j]>arr[j 1]) {                    b=true;                    temp=arr[j];                    arr[j]=arr[j 1];                    arr[j 1]=temp;                }            }            //System.out.println("第" (i 1) "次冒泡。。。。。");            //System.out.println(Arrays.toString(arr));            if(!b) {                break;            }else {                b=false;//重置为false,是因为已经有进行过排序            }        }    }}//冒泡排序平均15秒

选择排序

每次排序都确定出一个最小值

package sort;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Arrays;import java.util.Date;public class SelectSort {    public static void main(String[] args) {        int[] arr = new int[80000];        for(int i=0;i<arr.length;i  ) {            //每循环一次就添加一个元素            arr[i]=(int)(Math.random()*80000);        }        Date data1 = new Date();        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");        String dateStr = sdf.format(data1);        System.out.println("开始时间" dateStr);        System.out.println("排序进行中........");        selectSort(arr);        Date data2 = new Date();        String dateStr2 = sdf.format(data2);        System.out.println("开始时间" dateStr2);        System.out.println("排序结束");        //System.out.println(Arrays.toString(arr));    }    //选择排序arr[0]=min    public static void selectSort(int[] arr) {        for(int i=0;i<arr.length-1;i  ) {            int minIndex = i;//假定最小索引为0            int min = arr[i];//假定最小值是arr数组的0索引            for(int j = 1 i;j<arr.length;j  ) {                if(min > arr[j]) {                    min=arr[j];//重置最小值                    minIndex=j;//重置最小值得索引                 }            }            if(minIndex !=i) {//表示minIndex没有放生交换                arr[minIndex] = arr[i 0];//101赋值给索引3                arr[0 i] = min;//1赋值给索引0            }        }    }    }//选择排序平均3秒

插入排序

插入式排序属于内部排序法,是对于欲排序的元素以插入的方式找寻该元素的适当位置,已达到排序的目的

插入排序的思想:就是把一个数组看成两张表,一张表存放有序元素,一张表存放无序元素,有序表初始元素为arr[0],通过与arr[0]的比较来决定插入的位置,以此类推。

package sort;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Arrays;import java.util.Date;public class InsertSort {    public static void main(String[] args) {        int[] arr = new int[80000];        for(int i=0;i<arr.length;i  ) {            //每循环一次就添加一个元素            arr[i]=(int)(Math.random()*80000);        }        Date data1 = new Date();        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");        String dateStr = sdf.format(data1);        System.out.println("开始时间" dateStr);        System.out.println("排序进行中........");        insertSort(arr);        Date data2 = new Date();        String dateStr2 = sdf.format(data2);        System.out.println("开始时间" dateStr2);        System.out.println("排序结束");        //int arr[] = {3,9,-1,10,-2};    }        public static void insertSort(int[] arr) {        for(int i = 1;i < arr.length; i  ) {            int insertVal = arr[i];            int insertIndex = i-1;//i-1的意思是要把插入的数与前一个数比较            //insertIndex >=0 防止越界            //insertVal < arr[insertIndex])            while(insertIndex >=0 && insertVal < arr[insertIndex]) {                arr[insertIndex 1] = arr[insertIndex];//往后移                insertIndex--;//继续与前面的数比较            }            if(insertIndex 1!=i) {                arr[insertIndex 1] = insertVal;            }        }    }}//平均时间5秒
来源:https://www.icode9.com/content-1-292301.html
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