1、归并排序

package com.jhy.day08;

/**
 * 2022年9月1日10:15:53
 * 归并排序、
 *
 *归并排序的主要思想是递归的思想
 * 先从找到中点
 * 然后
 * 左边的排好序
 * 右边的排好序
 * 最后merge
 */
public class Code01_MergeSort {
    public static void mergeSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    public static void mergeSort(int[] arr, int l, int r) {
        if (l == r) {
            return;
        }
        int mid = l + ((r - l) >> 1);
//        先左边有序
        mergeSort(arr, l, mid);
//        在右边有序
        mergeSort(arr, mid + 1, r);
//        合并
        merge(arr, l, mid, r);
    }

    public static void merge(int[] arr, int l, int m, int r) {
        int[] help = new int[r - l + 1];
        int i = 0;
//        左边的指针
        int p1 = l;
//        右边的指针
        int p2 = m + 1;
//        当左边的指针和右边的指针都没有越界的情况下
        while (p1 <= m && p2 <= r) {
            help[i++] = arr[p1] <= arr[p2] ? arr[p1++] : arr[p2++];
        }
//        p2不满足条件了 p1直接赋值了
        while (p1 <= m) {
            help[i++] = arr[p1++];
        }
//        同理
        while (p2 <= r) {
            help[i++] = arr[p2++];
        }
//        然后在给arr赋值
        for (i = 0; i < help.length; i++) {
            arr[l + i] = help[i];
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2,2,1,2,8,2,1};
       mergeSort(arr);
       printArray(arr);

    }
    // 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();
    }

}

1.1 学习快排之前的荷兰国旗问题

小于等于区域在推着大于区域在往右走。推到整个数组的区域就停止了。

下面是三个区域：

直到i到达右边下标的时候结算

package com.jhy.day08;

/**
 * 2022年9月1日15:25:32
 * 荷兰国旗问题
 * < = > 放在不同的位置
 */
public class NetherlandsFlag {
    //    num代表的是判断的数
    public static int[] partition(int[] arr, int l, int r, int num) {
        int less = l - 1;
        int more = r + 1;
//        截止条件 下标刚刚到达的是more 就截止了
        while (l < more) {
//            如果aar[l]位置上面的数小于num 就左边范围下一个数和num交换，然后l++
            if (arr[l] < num) {
                swap(arr, ++less, l++);
            } else if (arr[l] > num) {
//                如果arr[l]>num的话 直接右边范围的上一个数做交换，l不变
                swap(arr, --more, l);
            } else {
                l++;
            }
        }
//       less-1是边界 more-1 也是边界 刚好是 这范围内都是相同的
        return new int[] {less + 1, more - 1};


    }

    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 3, 4, 4, 2, 2, 5, 6};
        printArray(arr);
        int[] partition = partition(arr, 0, arr.length - 1, 4);
        System.out.println(partition[0]);
        System.out.println(partition[1]);
        printArray(arr);
    }

    // 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();
    }

}

2、快排

n*logn的时间复杂度

最后收敛为空间复杂度是logn

package com.jhy.day08;

/**
 * 2022年9月1日22:23:10
 * 快排3.0
 * n*logn
 * 快排的额外空间复杂度是logn级别的 最差的是n级别的
 */
public class QuickSort {
    public static void quickSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    public static void quickSort(int[] arr, int l, int r) {
//        先定义到范围
        if (l < r) {
//            快排3.0主要就是随机生成一个数，和最后一个数进行交换，然后按照这个数 < = > 排列，最后在将这个数交换回来 那么这个数就排好了
            swap(arr, l + (int) (Math.random() * (r - l + 1)), r);
//            使用荷兰国旗问题的方法进行分区
            int[] partition = partition(arr, l, r);
            quickSort(arr, l, partition[0] - 1);
            quickSort(arr, partition[1] + 1, r);
        }
    }

    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }

    public static int[] partition(int[] arr, int l, int r) {
//        这个r就是我们我们以标准的这个数 也是代表在数组当中位置
//        定义下标
        int less = l - 1;
        int more = r;
//        当下标到达快和more一样的时候就停止
        while (l < more) {
            if (arr[l] < arr[r]) {
                swap(arr, ++less, l++);
            } else if (arr[l] > arr[r]) {
                swap(arr, --more, l);
            } else {
                l++;
            }
        }
        swap(arr, more, r);
        return new int[]{less + 1, more};
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,3,4,2,5};
        quickSort(arr);

        printArray(arr);
    }

    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();
    }


}