算法与数据结构解析-优快云博客

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算法就是你设计一些功能要完成一些流程设计流程本身就是算法有时候是做1个处理有时候是返回1个信息需要设计流程
有些算法会使用到一些数据结构有些数据结构是专门适用于一些算法的专门为了加速算法或者让算法的流程变得更好但是数组以及二叉树结构它们是专属于某个算法吗？不是它就是用来组织数据的结构是数据结构

算法评估的指标：
第一是时间复杂度
第二是额外空间复杂度
第三是常数项时间
分别介绍一下
常数时间的操作：

比如你把数组上第100位的数拿出来以及你把第10000位的数拿出来时间不会因为你传进来的 1千 1千亿而有差别因为内部是直接寻址实现不是一步一步遍历去拿到那个值的所以数组的寻址操作就是1个固定时间的操作它和数据量无关每次时间都固定下来相反的是链表

常见的常数时间操作

注意*和/也算是常数时间的操作哦
非常数时间的操作，比如linkedlist的list.get(i)不是常数时间的操作它要从前面一直数到i 返回它是通过指针指的不是1个连续空间在内存是分散的

时间复杂度：
比如1个选择排序的过程：
1.下标0到N-1 先把最小的数找到然后把它和0位置交换一下 0位置的数搞定了
2.然后 1到N-1上再找这个范围的最小值然后再和1位置的数交换
3.重复玩这件事

那么这个操作发生了多少次常数时间操作？
0到N-1可能每个数都要看一下看的时候要和之前已经找到的最小值做比较
看就是数组寻址把数拿出来和之前找到的最小值比较如果它更小我们要记录它的位置
每个位置 0-N-1我们进行 N-1次看+比
然后过完这些数之后我们单独做1次交换操作

所以全部加起来

时间复杂度就是看它增长最大的项它只关心它的量级而不是数量级数量级是以10为底的

排序算法代码

public static void selectSort(int[] arr){
        if(arr == null || arr.length < 2){
            return;
        }
        for (int i = 0;i<arr.length;i++){
            /**
             * 与其去记录最小值 不如记录最小值坐标minIndex
             * 因为最小值可能在数组中有相等的 但是每个坐标一定是独一无二的
             * 虽然记录值的方法也可以 但是对于对象就失效 如果你要比较的是
             * 对象中的某个值 你再记录值对于对象的排序是没有用
             * 对象的排序是需要的是地址 即坐标
             */
            int minIndex = i;
            for(int j=i+1;j<arr.length;j++){
                //一行代码 三元表达式 寻找最小坐标
                minIndex =(arr[j] < arr[minIndex]) ? j : minIndex;
            }
            //交换最小值坐标和当前遍的首坐标 降序排序
            swap(arr,i,minIndex);
        }
    }

public  static void  swap(int[] arr,int i, int j){
        /**
         * 此swap实现的只是 简单的值传递
         * 如果涉及到对象的地址传递 则会出错
         */
        int tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;

    }

public static int[] generateRandomArray(int maxSize,int maxValue){
        /**
         * 产生一个最大范围内大小的数组(int)((maxSize+1) * Math.random())
         * 为什么maxSize和maxValue都要+1
         * 因为1.Math.random()产生的数在[0,1)之间
         * 2.java的强制类型转化(int)是向下转化的 即1.9->1 1.9999->1
         * 所以要+1
         */
        int[] arr =new int[(int)((maxSize+1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int)((maxValue+1) * Math.random()) - (int)((maxValue+1) * Math.random());
        }
        return arr;
    }

public static void main(String[] args) {
        int[] arr = generateRandomArray(50,50);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i]+" ");
        }
        selectSort(arr);
        System.out.println();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i]+" ");
        }

    }

selectSort测试

有了对数器你不再依赖 1个题目在线测试的页面自己就可以改出万无一失的代码两套思路两套方法因为样本产生器是可以控制大小当它错误时打印出错误信息通过断点调试的方法看1个个的值的变化人肉的把它调对
实现对数器需要前面的generatorRandomArray方法
还需要自己写一个copyArray数组方法来拷贝两个数组同时跑两个方法来比较

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;
    }

还需要一个方法来判断两个数组是否相等的 isEquall

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;
    }

因为我们使用系统实现的排序来进行对照所以要实现1个comparator接口

public static void comparator(int[] arr){
        Arrays.sort(arr);
    }
    public static void printArray(int[] arr){
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]+' ');
        }
    }

然后对数器真正实现在main方法中

public static void main(String[] args) {
        final int TESTTIME = 500000;
        final int MAXSIZE = 100;
        final int MAXVALUE = 100;
        boolean succeed = true;
        for (int i = 0; i < TESTTIME; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(MAXSIZE,MAXVALUE);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            selectSort(arr1);
            comparator(arr2);
            if (!isEqual(arr1,arr2)){
                succeed = false;
                printArray(arr1);
                printArray(arr2);
                break;
            }
        }
        System.out.println(succeed?"Nice!":"Fucking failed");
    }

测50w次TESTTIME=5000000 只要错一点屎都给你测出来