java十大算法

Python019

java十大算法,第1张

算法一:快速排序算法

快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下,排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较,但这种状况并不常见。事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快,因为它的内部循环(inner loop)可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来。

快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个串行(list)分为两个子串行(sub-lists)。

算法步骤:

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。

递归的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去,但是这个算法总会退出,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

算法二:堆排序算法

堆排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。

堆排序的平均时间复杂度为Ο(nlogn) 。

算法步骤:

创建一个堆H[0..n-1]

把堆首(最大值)和堆尾互换

3. 把堆的尺寸缩小1,并调用shift_down(0),目的是把新的数组顶端数据调整到相应位置

4. 重复步骤2,直到堆的尺寸为1

算法三:归并排序

归并排序(Merge sort,台湾译作:合并排序)是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。

算法步骤:

1. 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列

2. 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置

3. 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置

4. 重复步骤3直到某一指针达到序列尾

5. 将另一序列剩下的所有元素

public class Monkey

{

public static void main(String[] args)

{

int sum=0,remain=1

//每天吃剩的桃子加一个正好是前一天桃子的一半,每天桃子的总数就是前一天剩下桃子的数量

for(int day=9day>=1day--)

{

sum=(remain+1)*2

remain=sum

System.out.println("第"+day+"天还剩"+remain+"个桃子")

}

System.out.println(sum)

}

}

我用C#来写(注意,更多的请直接到我的个人博客,点击, http://www.cnblogs.com/serviceboy/archive/2009/07/19/1526590.html,收看) 【例1】有甲、乙、丙、丁四人,从甲开始到丁,一个比一个大1岁,已知丁10岁,问甲几岁?【分析】这是递归法的一道非常典型的题目——因为我们可以很显然知道:假设要计算甲的年龄,那么必须直到乙的年龄;同样,算乙的必须直到丙的,算丙的必须知道丁的,因为丁已知,自然可以往前推算了。现在假设有一个数学模型(函数)可以计算出他们各自的年龄(方便期间我们给他们编号——甲=1,乙=2,丙=3,丁=4),那么存在这一个F(X)函数,X表示某人的编号,其规律如下:F(1)=F(2)+1F(2)=F(3)+1F(3)=F(4)+1F(4)=10显然,直到X=4的时候是一个终止值,其余情况下都是返回F(X’),F(X’’)……F(X’’……’),且前者总是比后至大1,这也符合了X’和X总是呈现一定函数关系(设想一下,如果不是等差和等比,又怎么可能在一个递归函数中进行计算?要知道,函数本身就是一个公式表示,既然是公式,那么一定是一种函数关系Y=F(X)),此处显然X和X’的关系是X=X’+1。根据规律式,我们可以写出该递归函数:int AgeCal(int id)

{

if(id==4) return 10

else

return (AgeCal(id+1)+1)

} 【例2】计算n!【分析】虽然这道题目不像例1一样清晰明了告诉你使用“递归”法反推,但是我们有这样一个常识——n!=(n-1)!*n;(n-1)!=(n-2)!*(n-1)……n=0或1,返回1.显然n与n-1,n-2也是线性的递减数列(等差关系)。其规律如下:F(n)=F(n-1)*nF(n-1)=F(n-2)*(n-1)F(n-2)=F(n-3)*(n-2)……F(1)=1或者F(0)=1(防止别人直接输入0)编写其递归函数,如下:int Fac(int n)

{

if(n==1 || n==0)

{

return 1

}

else

return Fac(n-1)*n

} 【例3】求一组整数中的最大(小)值(整数是一个int[]数组,个数未知)。【分析】当数字只有两个的时候,我们可以使用>和<直接比较;但是当数字超过2个的时候(假设3个),那么我们可以使用一个预订的函数(比如Max(1,2)和3进行比较),由于1,2两个数比较的时候已经得到一个最大值,因此在回代到Max中又变成了两个数的比较。这样,我们可以发现一个规律:F(1,2,3,4……n)=F(1,2,3,4……n-1)和n比较F(1,2,3,4……n-1)=F(1,2,3,4……n-2)和n-1比较……F(1,2,3)=F(1,2)和3比较F(1,2)=结果(并回代)相应的递归函数如下(C#):Code

int Max(int[]numbers)

{

if(numbers.Length==2)

{

return (numbers[0]>numbers[1]?numbers[0]:numbers[1])

}

else

{

int[]tempnumbers=new int[numbers.Length-1]

for(int i=0i<numbers.Length-1++i)

{

tempnumbers[i]=numbers[i]

}

return (Max(tempnumbers)>numbers[numbers.Length-1]? Max(tempnumbers): numbers[numbers.Length-1]

}

}