Java編程基于快速排序的三個算法題實例代碼
快速排序原理簡介
快速排序是我們之前學(xué)習(xí)的冒泡排序的升級，他們都屬于交換類排序，都是采用不斷的比較和移動來實現(xiàn)排序的?？焖倥判蚴且环N非常高效的排序算法，它的實現(xiàn)，增大了記錄的比較和移動的距離，將關(guān)鍵字較大的記錄從前面直接移動到后面，關(guān)鍵字較小的記錄從后面直接移動到前面，從而減少了總的比較次數(shù)和移動次數(shù)。同時采用“分而治之”的思想，把大的拆分為小的，小的拆分為更小的，其原理如下：對于給定的一組記錄，選擇一個基準(zhǔn)元素,通常選擇第一個元素或者最后一個元素,通過一趟掃描，將待排序列分成兩部分,一部分比基準(zhǔn)元素小,一部分大于等于基準(zhǔn)元素,此時基準(zhǔn)元素在其排好序后的正確位置,然后再用同樣的方法遞歸地排序劃分的兩部分，直到序列中的所有記錄均有序為止。
一，最小的k個數(shù)
輸入n個數(shù)，找出其中最小的k個數(shù)，例如輸入4,5,1,6,2,7,3,8,個數(shù)字，則最小的數(shù)字是1,2,3,4
基于O(n)的算法，可以用基于Partion函數(shù)解決這個問題，如果基于數(shù)組的第k個數(shù)字來調(diào)整，使得比第k個數(shù)字小的所有數(shù)字都位于數(shù)組的左邊，比第k個數(shù)組大的所有數(shù)字都位于數(shù)組的右邊，這樣調(diào)整之后數(shù)組左邊的k個數(shù)字就是最小的k個數(shù)字，不一定有序
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner in=new Scanner(System.in);
int n=in.nextint();
int k=in.nextint();
int[] num=new int[n];
int[] out=new int[k];
for (int i=0;i<n;i++){
num[i]=in.nextint();
}
Boolean b=GetMinK(n,num,k,out);
if(b){
for (int i=0;i<k;i++){
System.out.print(out[i]+" ");
}
}
}
public static Boolean GetMinK(int uiInputNum, int[] pInputArray, int uiK, int[] pOutputArray){
if(pInputArray==null||pOutputArray==null||uiK>uiInputNum||uiInputNum<=0||uiK<=0){
return false;
}
int start=0;
int end=uiInputNum-1;
int index=partition(pInputArray,start,end);
while(index!=uiK-1){
if(index>uiK-1){
//index在k-1的右邊
end=index-1;
index=partition(pInputArray,start,end);
} else{
start=index+1;
index=partition(pInputArray,start,end);
}
}
for (int i=0;i<uiK;i++){
pOutputArray[i]=pInputArray[i];
}
return true;
}
//partion分區(qū)函數(shù)，返回數(shù)組a的首元素快排的索引值index
public static int partition(int[] a,int start,int end){
int privot=a[start];
int i=start;
int j=end;
while(i<j){
while(i<j&&privot<=a[j]){
j--;
}
swap(a,i,j);
while(i<j&&privot>=a[i]){
i++;
}
swap(a,i,j);
}
return i;
}
public static void swap(int[] a,int i,int j){
int t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
}
二，數(shù)組中出現(xiàn)次數(shù)超過一半的數(shù)字
數(shù)組中有一個數(shù)字出現(xiàn)次數(shù)超過數(shù)組長度的一半，請找出這個數(shù)字。例如1,2，3,2,2,2,5,4,2，數(shù)字2在數(shù)組中出現(xiàn)了5次，超過數(shù)組長度的一半，輸出2
受快速排序的啟發(fā)，在快速排序中，現(xiàn)在數(shù)組中選擇一個數(shù)字，然后調(diào)整數(shù)組中的數(shù)字的順序，使得比選中數(shù)字小的數(shù)字都排在它的左邊，比選中數(shù)字大的數(shù)字都排在它的右邊。
如果選中的數(shù)字的下標(biāo)剛好是n/2，那么這個數(shù)字就是數(shù)組中的中位數(shù)
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner in=new Scanner(System.in);
int n=in.nextint();
int[] num=new int[n];
for (int i=0;i<n;i++){
num[i]=in.nextint();
}
int b=GetHalfNum(n,num);
if(b!=-1){
System.out.println(b);
}
}
public static int GetHalfNum(int uiInputNum, int[] pInputArray){
if(pInputArray==null||uiInputNum<=0){
return -1;
}
int middle=uiInputNum>>1;
//長度的一半
int start=0;
int end=uiInputNum-1;
int index=partition(pInputArray,start,end);
while(index!=middle){
//如果不等于長度的一半說明就沒有找到這個中位數(shù)
if(index>middle){
end=index-1;
index=partition(pInputArray,start,end);
} else{
start=index+1;
index=partition(pInputArray,start,end);
}
}
return pInputArray[index];
//index=middle
}
public static int partition(int[] a,int start,int end){
int privot=a[start];
int i=start;
int j=end;
while(i<j){
while(i<j&&privot<=a[j]){
j--;
}
swap(a,i,j);
while(i<j&&privot>=a[i]){
i++;
}
swap(a,i,j);
}
return i;
}
public static void swap(int[] a,int i,int j){
int t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
}
三，找出數(shù)組中第k個最小的數(shù)
例如給定數(shù)組1,5,2,6,8,0,6中，第4小的數(shù)字是5
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner in=new Scanner(System.in);
int n=in.nextint();
int k=in.nextint();
int[] num=new int[n];
//int[] out=new int[k];
for (int i=0;i<n;i++){
num[i]=in.nextint();
}
int b=GetMinK(n,num,k);
if(b!=-1){
System.out.println(b);
}
}
public static int GetMinK(int uiInputNum, int[] pInputArray, int uiK){
if(pInputArray==null||uiK>uiInputNum||uiInputNum<=0||uiK<=0){
return -1;
}
int start=0;
int end=uiInputNum-1;
int index=partition(pInputArray,start,end);
while(index!=uiK-1){
//如果index不是k-1的位置
if(index>uiK-1){
end=index-1;
index=partition(pInputArray,start,end);
} else{
start=index+1;
index=partition(pInputArray,start,end);
}
}
return pInputArray[index];
//返回的這個位置的數(shù)值
}
public static int partition(int[] a,int start,int end){
int privot=a[start];
int i=start;
int j=end;
while(i<j){
while(i<j&&privot<=a[j]){
j--;
}
swap(a,i,j);
while(i<j&&privot>=a[i]){
i++;
}
swap(a,i,j);
}
return i;
}
public static void swap(int[] a,int i,int j){
int t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
}
總結(jié)
以上就是本文關(guān)于Java編程基于快速排序的三個算法題實例代碼的全部內(nèi)容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站其他相關(guān)專題，如有不足之處，歡迎留言指出。感謝朋友們對本站的支持！
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