chapter01 选择冒泡插入二分法&对数器

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1.选择排序

(选出一个最小的放在第一个位置,然后在剩下n-1个、n-2个数上重复操作直到只剩下1个数)

public static void selectSort(int[] arr) {
    if(arr == null){
        return;
    }
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
            minIndex = arr[j] < arr[minIndex] ? j : minIndex;
        }
        swap(arr,i,minIndex);
    }
}

2. 冒泡排序

第一轮:从位置0开始比较,如果前者比后者大,则交换,一直交换到数组结束,这样最大值就存在末尾了,此时去掉最后一个数组元素,对剩下的部分进行重复操作直到最后只剩下两个元素的冒泡完成。
public static void bubbleSort(int[] arr) {
   if (arr == null || arr.length < 2) {
      return;
   }
   for (int e = arr.length - 1; e > 0; e--) { // 0 ~ e
      for (int i = 0; i < e; i++) {
         if (arr[i] > arr[i + 1]) {
            swap(arr, i, i + 1);
         }
      }
   }
}

3.插入排序

先在0~1上实现局部有序,然后递增到0~i,一直到最后在0~n-1上实现整体有序。

public static void insertionSort(int[] arr) {
   if (arr == null || arr.length < 2) {
      return;
   }
   // 不只1个数
   for (int i = 1; i < arr.length; i++) { // 0 ~ i 做到有序
      for (int j = i - 1; j >= 0 && arr[j] > arr[j + 1]; j--) {
         swap(arr, j, j + 1);
      }
  
}

4.二分查找

二分查找主要关注在有序数组中的查找问题。主要关注:

1)确定左右界限,以及mid是向上取整还是向下取整,包不包含mid点.

2)确定什么时候结束:当left<right时成立,也就是至少包含两个数。

public static boolean exist(int[] sortedArr, int num) {
   if (sortedArr == null || sortedArr.length == 0) {
      return false;
   }
   int L = 0;
   int R = sortedArr.length - 1;
   int mid = 0;
   // L..R
   while (L < R) { // L..R 至少两个数的时候
      mid = L + ((R - L) >> 1);//(L+R)/2有可能给会溢出。
      if (sortedArr[mid] == num) {
         return true;
      } else if (sortedArr[mid] > num) {
         R = mid - 1;
      } else {
         L = mid + 1;
      }
   }
   return sortedArr[L] == num;
}

5.对数器 功能:实现批量随机生成数组,通过对自带的排序和自己编写的排序算法的结果进行比较,确认排序算法的正确性,如果两者结果不一致,输出不一致的结果,在所有数组校验完后,输出两种排序算法的一个示例结果。

// for test
public static void comparator(int[] arr) {
   Arrays.sort(arr);
}

// for test
public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
   // Math.random() -> [0,1) 所有的小数,等概率返回一个
   // Math.random() * N -> [0,N) 所有小数,等概率返回一个
   // (int)(Math.random() * N) -> [0,N-1] 所有的整数,等概率返回一个
   int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())]; // 长度随机
   for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
   }
   return arr;
}

// for test
public static int[] copyArray(int[] arr) {
   if (arr == null) {
      return null;
   }
   int[] res = new int[arr.length];
   for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      res[i] = arr[i];
   }
   return res;
}

// for test
public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
   if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
      return false;
   }
   if (arr1 == null && arr2 == null) {
      return true;
   }
   if (arr1.length != arr2.length) {
      return false;
   }
   for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
      if (arr1[i] != arr2[i]) {
         return false;
      }
   }
   return true;
}

// for test
public static void printArray(int[] arr) {
   if (arr == null) {
      return;
   }
   for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      System.out.print(arr[i] + " ");
   }
   System.out.println();
}

// for test
public static void main(String[] args) {
   int testTime = 500000;
   int maxSize = 100; // 随机数组的长度0~100
   int maxValue = 100;// 值:-100~100
   boolean succeed = true;
   for (int i = 0; i < testTime; i++) {
      int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
      int[] arr1 = copyArray(arr);
      int[] arr2 = copyArray(arr);
      insertionSort(arr1);
      comparator(arr2);
      if (!isEqual(arr1, arr2)) {
         // 打印arr1
         // 打印arr2
         succeed = false;
         for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            System.out.print(arr[j] + " ");
         }
         System.out.println();
         break;
      }
   }
   System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");

   int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
   printArray(arr);
   insertionSort(arr);
   printArray(arr);
}