认识时间复杂度和简单排序算法

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排序问题的时间复杂度



选择排序

工作原理:第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,然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小(大)元素,然后放到已排序的序列的末尾。以此类推,直到全部待排序的数据元素的个数为零。选择排序是不稳定的排序方法


时间复杂度O(N^2)

void selectSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            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);
        }

    }



冒泡排序

工作原理:主要是通过对相邻两个元素进行大小的比较,根据比较结果和算法规则对该二元素的位置进行交换,这样逐个依次进行比较和交换,就能达到排序目的


时间复杂度O(N^2)

void bullSort(int[] arr){
        if (arr == null || arr.length < 2){
            return;
        }
        for (int e = arr.length-1; e > 0; e--){
            for (int i = 0; i < e; i++){
                if (arr[i] > arr[i+1]){
                    swap(arr,i,i+1);
                }
            }
        }
    }



交换

以下方法:若i和j是同一个未知的话,会报错

//通过异或运算交换两个数的位置 
 void swap(int[] arr,int i, int j){
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
    }



思考

问题一:

在一个整形数组中,有一个数出现了奇数次,其余数出现了偶数次,请问如何通过异或运算求得该数?

思路:

声明一个int类型的变量eor,让eor依次与该数组中的数值进行异或运算,最后求得eor就是出现了奇数次的数值

问题二:

在一个整形数组中,有两个数出现了奇数次,其余数出现了偶数次,请问如何通过异或运算求得这两个数?

思路:

假设这两个数分别为a,b

声明一个int类型的变量eor,让eor依次与该数组中的数值进行异或运算,最后求得eor为a^b

假设此时a和b中的第八位数值不同(这里采用二进制数,整形32位)并且a的第八位为一

然后声明一个int类型的变量eor1,让eor1分别对第八位为一的数值进行异或运算,最后求得eor1即为a

然后再将eor与eor1进行异或运算,得到b

 void oddTimesNum2(int[] arr){
        int eor = 0;
        for (int i = 0; i<arr.length; i++){
            eor ^= arr[i];
        }
        /*
        * eor = a ^ b
        * eor != 0
        * eor必然有一个位置上是1
        * */
        int rightOne = eor & (~eor + 1);//提取出最右面的1
        //~eor是eor的取反
        int onlyOne = 0;
        for (int cur:arr){
            if ((cur & rightOne) == 0){
                onlyOne ^= cur;
            }
        }
        System.out.println(onlyOne + " " + (eor ^ onlyOne));
    }



插入排序

工作原理:每次将1个待排序的记录按其关键字大小插入到前面已经排好序的子序列中,寻找最适当的位置,直至全部记录插入完毕


时间复杂度O(N^2)

 void insertSort(int[] arr){
        if (arr == null || arr.length < 2){
            return;
        }
        //0~0有序的
        //0~i想有序
        for (int i = 1; i < arr.length; i++){
            for (int j = i - 1; j >= 0 && arr[j] >arr[j + 1]; j--){
                swap(arr, j,j + 1);
            }
        }
    }



二分法



经典二分:

在一个有序数组中,找出等于X的数组下标


时间复杂度O(logN)



补充

在一个有序数组中,找出大于等于X最左侧的数组下标(该数组含有多个与X值相同的值)


时间复杂度O(logN)



局部最小值

局部最小:同时小于左侧和右侧的值

在一个无序数组中,任何两个相邻的数不相等,求一个局部最小的数组下标



对数器的概念和使用

1.有一个你想要测的方法a

2.实现复杂度不好但是容易实现的方法b

3.实现一个随机样本产生器

4.把方法a和方法b跑相同的随机样本,看看得到的结果是否一样

5.如果有一个随机样本使得比对结果不一致,打印样本进行人工干预,改对方法a或者方法b

6.当样本数量很多时比对测试依然正确,可以确定方法a已经 正确

(个人理解)用自己所写的方法产生的结果与系统所提供的的方法(或者自己所写的另一种实现相同目的方法)产生的额结果进行大规模的对比实验,来判断该方法的正确性



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