Java选择排序、二分查找-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Java选择排序、二分查找。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、选择排序

1.选择排序的思想

每轮选择当前的位置，开始找后面的较小值与该位置进行交换。

第一轮：选择当前位置，开始找后面的较小值与该位置进行交换。

Java选择排序、二分查找

5与1交换后，1就在当前位置，因此，1与后面的所有值进行比较，后面的值都大于1，所以1的位置不变。

Java选择排序、二分查找

第二轮：选择当前位置，当前位置是5，所以5与3比较，大于3，所以5与3进行交换

Java选择排序、二分查找

5与·3交换后，3就在当前位置，因此，3与后面的所有值进行比较，后面的2小于3，所以3与2进行交换

Java选择排序、二分查找

第三轮：选择当前位置，当前位置是5，所以5与3比较，大于3，所以5与三进行交换

Java选择排序、二分查找

2.选择排序的关键

确定总共需要选择几轮：数组的长度-1。

比如：数组有5个元素，只需要比4轮，就可以排序完

控制每轮从当前位置为基准，与后面元素选择几次

    public static void main(String[] args) {
//        定义数组传入一组数据
        int[] numbers = {4,1,2,3};
//        输出原数组内容
        System.out.println("排序前"+ Arrays.toString(numbers));
//        定义外部for循环，控制选择几轮：数组长度-1
        for (int i = 0; i < numbers.length -1; i++) {
//            定义内部for循环，控制选择几次：当前位置+1，也就是后一位
            for (int j = i+1; j < numbers.length; j++) {
//                当前位置：numbers[i]
//                如果后面有比当前位置更小的数据，则进行交换
                if (numbers[j]<numbers[i]){
//                    交换位置
//                    先定义一个临时变量将当前位置的数据存一下
                    int temp = numbers[i];
//                    再将后面的数据赋值给当前的位置
                    numbers[i] = numbers[j];
//                    最后将当前位置的数据赋值给后面的位置
                    numbers[j] = temp;
                }
            }
        }
//        全部交换完成，输出排序后的数组内容
        System.out.println("排序后"+Arrays.toString(numbers));
    }

Java选择排序、二分查找

二、二分查找

1.基本查找

需求：

我要查找数组中的3在哪个位置索引？

如果是基本查找，就需要从第一个位置一个一个的往后找。

Java选择排序、二分查找

结论：在数据量特别大的时候，基本查找从前往后寻找的性能是很差的。

2.二分查找

二分查找性能好，前提必须是排好序的数据。

二分查找相当于每次去掉一半的查找范围。

找到元素的执行原理：

需求：

我要查找数组中的3在哪个位置索引？

Java选择排序、二分查找

二分查找会定一个位置在首，定一个位置在尾。

Java选择排序、二分查找

之后会找，首和尾的一半的位置。

Java选择排序、二分查找

然后发现数据3小于首和尾一半位置的数据，直接从左边开始找，将右边干掉

Java选择排序、二分查找

因此，尾部的位置就是：一半的位置-1.

Java选择排序、二分查找

然后，又找首和尾的一半的位置。

Java选择排序、二分查找

之后，发现数据3大于首和尾一半位置的数据，直接从右边开始找，将左边干掉。

Java选择排序、二分查找

然后，首都的位置就是：一半的位置+1

Java选择排序、二分查找

之后，又找首和尾一半的位置

Java选择排序、二分查找

然后，发现数据11大于首和尾一半位置的数据，直接从右边开始找，将左边干掉

Java选择排序、二分查找

然后，首位置就是：一半的位置+1

Java选择排序、二分查找

之后，又找首和尾一半的位置。

Java选择排序、二分查找

然后，发现数据11大于首和尾一半位置的数据，直接从右边开始找，将左边干掉。

Java选择排序、二分查找

此时，首位置就是：一半位置+1，然后发现首尾位置重合了，因此，一半的位置还是自己，但是已经是最后一次查找了，数据还是不相等

Java选择排序、二分查找

结论：二分查找正常的检索条件是首位置min<=尾位置max，但是现在是！=，因此属于找不到，元素不存在

    public static void main(String[] args) {
//        定义一个数组，传入一组数据
        int [] arr ={11,33,44,99,15,35};
//        二分查找的前提是排好序的数据,所以先排序
        Arrays.sort(arr);
//        输出排好序的数据内容
        System.out.println("排序后"+ Arrays.toString(arr));
//        调用二分查找的方法查找元素
        int index1 = binarySearch(arr,15);
        System.out.println("该元素的位置索引："+index1);
        int index2 = binarySearch(arr,99);
        System.out.println("该元素的位置索引："+index2);

    }
//    二分查找算法的实现方法
    public static int binarySearch(int[]arr,int data){
//        定义首和尾
        int head =0;
        int tail = arr.length -1;
//        定义循环:当首位置<=尾位置时,开始二分查询
        while (head <= tail){
//        找首和尾位置的一半的位置(中间索引) 中间索引=(首索引-尾索引)/2
            int midIndex = (head +tail) / 2;
//            当要找的元素大于中间索引位置的元素时
            if (data > arr[midIndex]){
//                说明要找的元素在尾位置那边,更新首位置的索引 = 中间位置的索引-1
                head = midIndex+1;
            }else if (data < arr[midIndex]){
//                当要找的元素 小于 中间索引位置的元素时：
//                说明要找的元素在首位置那边,更新尾位置的索引 = 中间位置的索引-1
                tail = midIndex-1;
            }else {
//                当要找的元素等于中间索引位置元素时,说明要找的元素已经找到,返回该元素的位置索引
                return midIndex;
            }
        }
//        循环结束,说明找不到要找的元素返回-1
        return -1;
    }

控制台输出结果：

Java选择排序、二分查找

总结数组的二分查找的实现步骤是什么？

定义变量记录首和尾的位置；
使用while循环控制二分查询（条件是首位置 <= 尾位置）；
循环内部获取中间元素索引（中间元素的索引 = (首位置的索引 + 尾位置的索引) / 2）；
判断当前要找的元素如果大于中间位置的元素，首位置 = 中间索引 +1；
判断当前要找的元素如果小于中间位置的元素，首位置 = 中间索引 -1；
判断当要找的元素如果等于中间位置的元素，返回当前中间元素的索引；
循环结束，说明查无此元素！返回-1。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-424778.html

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