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原创 法入门排序算法:快速排序
快速排序是一种基于分治策略的高效排序算法,由Tony Hoare于1959年提出。其核心思想是通过选取基准元素将数组分为两个子数组(小于基准和大于基准),然后递归排序。Java实现展示了标准快速排序、随机化选择基准和三数取中法等优化策略。该算法平均时间复杂度为O(n log n),空间复杂度O(log n),但不稳定。虽然最坏情况下性能为O(n²),但通过优化可避免。快速排序广泛应用于编程语言库、数据库系统等领域,并衍生出双轴排序、三路快排等变体,是实际应用中最快的通用排序算法之一。
2025-09-05 15:49:52
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原创 算法入门排序算法:归并排序
归并排序是一种采用分治策略的高效排序算法,其核心思想是将数组递归分解为单元素子数组后再有序合并。Java实现包含递归和迭代两种版本,递归版本通过分解-排序-合并三步骤实现,而迭代版本采用自底向上的方式逐步扩大子数组规模。代码还展示了并行化处理和性能测试方法,体现了该算法在最坏情况下仍保持O(n log n)时间复杂度的优势。归并排序的稳定性使其成为处理大规模数据的可靠选择。
2025-09-02 09:49:01
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原创 算法入门排序算法:希尔排序
希尔排序是一种改进的插入排序算法,由Donald Shell在1959年提出。它通过将数组按增量序列分组并进行多次插入排序来实现优化。本文详细介绍了希尔排序的工作原理,包括增量序列的选择和分组排序过程,并提供了三种不同增量序列(希尔原始序列、Knuth序列和Sedgewick序列)的Java实现代码。代码中包含了详细的注释和分组可视化功能,便于理解算法执行过程。文章还通过性能测试比较了不同增量序列的排序效率,展示了希尔排序作为首个突破O(n²)时间复杂度排序算法的独特优势。
2025-09-01 09:52:29
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原创 算法入门排序算法:堆排序
堆排序是一种基于二叉堆的高效排序算法,时间复杂度为O(n log n)。其核心步骤包括构建最大堆和反复提取堆顶元素进行排序。Java实现通过buildMaxHeap()构建堆结构,maxHeapify()调整堆属性,逐步交换堆顶元素完成排序。算法还支持最小堆版本,通过类似逻辑实现升序排列。堆排序结合了原地排序和稳定时间复杂度的优点,适合处理大规模数据。示例代码包含详细注释和可视化输出,便于理解堆调整过程。
2025-08-27 10:42:01
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原创 算法入门排序算法:冒泡排序
冒泡排序是最基础的排序算法之一,通过相邻元素比较和交换将最大元素逐步"沉底"。本文详细介绍了冒泡排序的工作原理,提供了Java实现代码(包括基础版和优化版),并分析了算法的时间复杂度(最好O(n)、最坏O(n²))、空间复杂度(O(1))和稳定性。虽然效率不高,但冒泡排序简单易懂,适用于教学和小规模数据排序。优化版本通过提前退出机制可提升部分有序数组的排序效率。文章强调了该算法在算法学习中的基础地位,以及理解简单算法对掌握更复杂算法的重要性。
2025-08-20 09:51:04
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原创 算法入门排序算法:选择排序
摘要:选择排序是一种简单直观的排序算法,通过不断在未排序部分查找最小元素并与边界元素交换来实现排序。本文详细介绍了其工作原理、Java实现代码(含注释)、时间复杂度分析(O(n²))及优缺点。虽然效率不高,但选择排序在小规模数据、内存受限环境及教学场景中仍有应用价值。文章还比较了其与高级排序算法的差异,强调理解选择排序对掌握基础算法思想的重要性。
2025-08-19 18:09:46
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原创 算法入门排序算法:插入排序
本文介绍了插入排序算法的工作原理、Java实现及性能分析。插入排序通过将未排序元素逐个插入已排序部分的正确位置来工作,适合小规模或基本有序的数据。其时间复杂度最坏O(n²),最好O(n),空间复杂度O(1)。文章提供了详细注释的Java代码实现,分析了插入排序的优缺点,并指出其在实际应用中的场景,如小数据排序、链表排序等。尽管效率不如高级算法,插入排序因其简单性和特定场景下的高效性,仍是重要的基础排序算法。
2025-08-18 08:28:45
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