java常见的算法

最新推荐文章于 2025-11-29 14:22:46 发布

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#java #常见算法

本文详细介绍了三种排序算法（冒泡排序、选择排序、插入排序）及两种查找算法（二分查找、递归二分查找），并通过代码示例展示了算法的具体实现过程。此外，还介绍了一种穷举法的应用实例——破解密码。

一、排序
1.冒泡排序：数组中越大或越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端，故名冒泡排序。

// 冒泡排序
    public int[] bubbleSort(int[] a) {
        int temp = 0;
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {

            for (int j = i + 1; j < a.length; j++) {
                if (a[i] < a[j]) {
                    temp = a[i];
                    a[i] = a[j];
                    a[j] = temp;

                }
            }
        }
        return a;

    }

2.选择排序：工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的数据元素排完。

// 选择排序
    public int[] selectSort(int[] a) {
        int minIndex = 0;
        int temp = 0;

        for (int i = 0; i < a.length - 1; i++) {
            minIndex = i;// 无序区的最小数据数组下标
            for (int j = i + 1; j < a.length; j++) {
                // 在无序区中找到最小数据并保存其数组下标
                if (a[j] < a[minIndex]) {// 2 1 3 5
                    minIndex = j;

                }
            }

            if (minIndex != i) {
                // 如果不是无序区的最小值位置且不是默认的第一个数据，则交换之。
                temp = a[i];
                a[i] = a[minIndex];
                a[minIndex] = temp;

            }
        }
        return a;
    }

3.插入排序：每步将一个待排序的记录按其关键字的大小插到前面已经排序的序列中的适当位置，直到全部记录插入完毕为止。

// 直接插入排序
    public int[] insertSort(int[] a) {

        for (int i = 1; i < a.length; i++) {
            // 待插入元素
            int temp = a[i];// 2 4 1 5
                            // 2 4 4 5
                            // 1 2 4 5
            int j;
            for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
                // 将大于temp的往后移动一位
                if (a[j] > temp) {
                    a[j + 1] = a[j];

                } else {
                    break;

                }
            }
            System.out.println("j:  " + j);
            a[j + 1] = temp;// 插入进来

        }
        return a;

    }

二、二分查找：其思想是将n个元素分成大致相等的两部分，取a[n/2]与x（需要查找的元素）做比较，如果x=a[n/2],则找到x,算法中止；如果x

public int binarySearch(int[] array, int elem) {
        if (array.length == 0) {
            return -1;

        }

        int low = 0;
        int high = array.length - 1;
        int middle = 0;
        while (low <= high) {
            middle = (high + low) / 2;
            if (array[middle] < elem) {
                low = middle + 1;// {1,2,3,6};

            } else if (array[middle] > elem) {
                high = middle - 1;

            } else {
                return middle;// 找到数据

            }

        }

        return -1;
    }

三、递归：函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法，以下运用了递归算法实现的二分查找：

// 利用递归的二分查找
    public int binarySearch(int[] array, int elem, int low, int high) {
        if (array.length == 0) {
            return -1;

        }
        int middle = (high + low) / 2;
        if (low <= high) {
            if (array[middle] < elem) {
                low = middle + 1;// {1,2,3,6};
                return binarySearch(array, elem, low, high);

            }
            if (array[middle] > elem) {
                high = middle - 1;
                return binarySearch(array, elem, low, high);

            }
            if (array[middle] == elem) {
                return middle;// 找到数据

            }

        }

        return -1;
    }

四、穷举：穷举法的基本思想是在一定范围内对所有可能的情况逐一验证，直到找到答案。以下是运用穷举法破解密码的实例：

/**
 * 穷举
 * 
 * @author zeng
 *
 */
public class Exhaustive {
    private char[] originPwd = new char[] { '1', '9', '4' };// 正确的密码，长度为三
    private StringBuilder sb = new StringBuilder();
    private char[] pwd = new char[3];

    public Exhaustive() {
        for (int i = 0; i <= 9; i++) {
            sb.append(i);

        }
    }

    // 穷举法，破解密码
    public int exhaustion() {

        for (int i = 0; i < sb.length(); i++) {
            pwd[0] = sb.charAt(i);
            for (int j = 0; j < sb.length(); j++) {
                pwd[1] = sb.charAt(j);
                for (int k = 0; k < sb.length(); k++) {
                    pwd[2] = sb.charAt(k);
                    //转化成字符串比较内容
                    String str1 = new String(pwd);
                    String str2 = new String(originPwd);
                    if (str1.equals(str2) ) {
                        System.out.print("找到密码");
                        return 0;// 找到密码

                    }

                }

            }

        }

        System.out.print("没有找到密码");
        return -1;
    }

}
`