Java資料結構(二) 冒泡 選擇 插入排序演算法

2021-08-19 09:00:46 字數 1619 閱讀 8872



這個名詞的由來很好理解,一般河水中的冒泡,水底剛冒出來的時候是比較小的,隨著慢慢向水面浮起會逐漸增大,這物理規律我不作過多解釋,大家只需要了解即可。

冒泡演算法的運作規律如下:

①、比較相鄰的元素。如果第乙個比第二個大,就交換他們兩個。

②、對每一對相鄰元素作同樣的工作,從開始第一對到結尾的最後一對。這步做完後,最後的元素會是最大的數(也就是第一波冒泡完成)。

③、針對所有的元素重複以上的步驟,除了最後乙個。

④、持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟,直到沒有任何一對數字需要比較。

package com.ys.sort;

//氣泡排序

public class bubblesort

for(int i=length;i>0;i--)

}if(flag == true)

} return array;

}}

氣泡排序效能分析:假設參與比較的陣列元素個數為 n,則第一輪排序有 n-1 次比較,第二輪有 n-2 次,如此類推,這種序列的求和公式為:

(n-1)+(n-2)+...+1 = n*(n-1)/2

當 n 的值很大時,演算法比較次數約為 n2/2次比較,忽略減1。

假設資料是隨機的,那麼每次比較可能要交換位置,可能不會交換,假設概率為50%,那麼交換次數為 n2/4。不過如果是最壞的情況,初始資料是逆序的,那麼每次比較都要交換位置。

交換和比較次數都和n2 成正比。由於常數不算大 o 表示法中,忽略 2 和 4,那麼氣泡排序執行都需要 o(n2) 時間級別。

其實無論何時,只要看見乙個迴圈巢狀在另乙個迴圈中,我們都可以懷疑這個演算法的執行時間為 o(n2)級,外層迴圈執行 n 次,內層迴圈對每一次外層迴圈都執行n次(或者幾分之n次)。這就意味著大約需要執行n2次某個基本操作。

選擇排序是每一次從待排序的資料元素中選出最小的乙個元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的資料元素排完。

分為三步:

①、從待排序序列中,找到關鍵字最小的元素

②、如果最小元素不是待排序序列的第乙個元素,將其和第乙個元素互換

③、從餘下的 n - 1 個元素中,找出關鍵字最小的元素,重複(1)、(2)步,直到排序結束

package com.ys.sort;

//選擇排序

public class choicesort

array[j] = temp;}}

} return array;

}}

插入排序效能分析:在第一輪排序中,它最多比較一次,第二輪最多比較兩次,一次類推,第n輪,最多比較n-1次。因此有 1+2+3+...+n-1 = n*(n-1)/2。

假設在每一輪排序發現插入點時,平均只有全體資料項的一半真的進行了比較,我們除以2得到:n*(n-1)/4。用大o表示法大致需要需要 o(n2) 時間級別。

複製的次數大致等於比較的次數,但是一次複製與一次交換的時間耗時不同,所以相對於隨機資料,插入排序比冒泡快一倍,比選擇排序略快。

這裡需要注意的是,如果要進行逆序排列,那麼每次比較和移動都會進行,這時候並不會比氣泡排序快。

Java 資料結構6 插入,選擇,氣泡排序演算法

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