交换排序 java_java实现交换排序
交換排序是另一種經常使用的內部排序策略，常見的算法有冒泡排序和快速排序，之所以把冒泡排序和快速排序歸類為交換排序，是因為這兩種算法的主要工作是不斷的交換元素來達到排序的目的。
冒泡排序是最經典的交換排序，它的算法思想是：(假設數據存放在數組a[n]中)
1.比較a[0]和a[1]，如果a[0]>a[1]，則交換a[0]，a[1]，然后比較新的a[1](可能是原來的a[0])和a[2]，如果a[1]>a[2]，則交換 a[1]，a[2]，以此類推，直到a[n-2]和a[n-1]比較完畢，這樣，a中的最大數就“沉底”了，即a[n-1]是數組a中的最大值。
2.從頭開始繼續第1步的操作，所不同的是本次比較到a[n-2]即可結束，這樣數組a中的次大值就被交換到a[n-2]的位置。
3.以此比較n-1次，數組a就按照從小到大的順序排好了。(也可以判斷是否有交換發生，如果一趟比較沒有發生交換，則表示數組a已經排好序)。
冒泡排序的java實現如下：
public static void bubbleSort(int[] elements){
for(int i = elements.length-1; i > 0; i--){
for(int j = 0; j < i;j++){
if(elements[j] > elements[j+1]){
swap(elements,j,j+1);//交換兩個元素
}
}
}
}
private static void swap(int[] elements,int i,int j){
int temp = elements[i];
elements[i] = elements[j];
elements[j] = temp;
}
冒泡排序的實現較為簡單，時間復雜度為O(n*n)，空間復雜度為O(1)。
另一種經典的交換排序是快速排序，快速排序的效率很高，但是空間復雜度較大，因為快速排序使用了遞歸，而遞歸的實現需要一個棧。快速排序的算法思想是：(假設數據存放在數組a[n]中)
1.如果待比較的數組長度為0或者1，則不用比較，直接返回。
2.如果待比較的數組長度大于1，則隨機的選擇一個中樞值(centrum)，然后分別從數組的兩端開始遍歷，并且把從左邊遍歷找到的大于centrum的元素和從右邊遍歷找到的小于centrum的元素進行交換，直到數組遍歷完畢(即：左邊遍歷指針指向的索引大于或等于右邊遍歷指針指向的索引)。
3.交換中樞元素和右邊遍歷指針指向的元素，這樣原來的數組以中樞元素為界分成了兩個數組，且左邊數組的元素都不大于中樞，右邊數組的元素都不小于中樞，然后分別對兩個子數組分別進行快速排序。
快速排序的java實現如下：
public static void quickSort(int[] elements,int begin,int end){
if(begin < end){
int centrum = elements[begin];//選擇第一個元素作為中樞
int front = begin+1;
int back = end;
while(front <= back){
while((front <= end) && (elements[front] < centrum)) front++;
while((back >= begin) && (elements[back] > centrum)) back--;
if(front < back){
swap(elements,front,back);
}else{
break;
}
}
if(begin < back)
swap(elements,begin,back);
quickSort(elements,begin,back-1);
quickSort(elements,back+1,end);
}
}
private static void swap(int[] elements,int i, int j){
int temp = elements[i];
elements[i] = elements[j];
elements[j] = temp;
}
總結
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