java 中冒泡、二分、快速算法详解

1、冒泡算法的原理:

冒泡排序算法的一般性策略：搜索整个值列，比较相邻元素，如果两者的相对次序不对，则交换它们，其结果是最大值“想水泡一样”移动到值列的最后一个位置上，这也是它在最终完成排序的值列中合适的位置。然后再次搜索值列，将第二大的值移动至倒数第二个位置上，重复该过程，直至将所有元素移动到正确的位置上。

下面是两个java冒泡算法程序

2、冒泡代码如下：

public class bubblesort {
  public static void bubblesort(int[] a) {
    int temp;
    for (int i = 0; i < a.length - 1; ++i) {
      for (int j = a.length - 1; j > i; --j) {
        if (a[j] < a[j - 1]) {
          temp = a[j];
          a[j] = a[j - 1];
          a[j - 1] = temp;
        }
      }
    }

  }

  public static void main(string[] args) {

    int a[] = { 49,38,65,97,76,13,27,49};
    bubblesort(a);
    system.out.println(arrays.tostring(a));
  }

} 

2、二分算法

（1）前提:二分查找的前提是需要查找的数组必须是已排序的，我们这里的实现默认为升序

（2）原理：将数组分为三部分，依次是中值（所谓的中值就是数组中间位置的那个值）前，中值，中值后；将要查找的值和数组的中值进行比较，若小于中值则在中值前面找，若大于中值则在中值后面找，等于中值时直接返回。然后依次是一个递归过程，将前半部分或者后半部分继续分解为三部分。可能描述得不是很清楚，若是不理解可以去网上找。从描述上就可以看出这个算法适合用递归来实现，可以用递归的都可以用循环来实现。所以我们的实现分为递归和循环两种，可以根据代码来理解算法

（3）实现：代码如下

 package org.cyxl.algorithm.search; 
   
  /** 
  * 二分查找 
  * @author cyxl 
  * 
  */ 
  public class binarysearch { 
    private int rcount=0; 
    private int lcount=0; 
     
    /** 
    * 获取递归的次数 
    * @return 
    */ 
    public int getrcount() { 
      return rcount; 
    } 
   
    /** 
    * 获取循环的次数 
    * @return 
    */ 
    public int getlcount() { 
      return lcount; 
    } 
  /** 
    * 执行递归二分查找，返回第一次出现该值的位置 
    * @param sorteddata  已排序的数组 
    * @param start     开始位置 
    * @param end      结束位置 
    * @param findvalue   需要找的值 
    * @return       值在数组中的位置，从0开始。找不到返回-1 
    */ 
    public int searchrecursive(int[] sorteddata,int start,int end,int findvalue) 
    { 
      rcount++; 
      if(start<=end) 
      { 
       //中间位置 
        int middle=(start+end)>>1;  //相当于(start+end)/2 
        //中值 
        int middlevalue=sorteddata[middle]; 
         
        if(findvalue==middlevalue) 
        { 
          //等于中值直接返回 
      return middle; 
        } 
        else if(findvalue<middlevalue) 
        { 
          //小于中值时在中值前面找 
          return searchrecursive(sorteddata,start,middle-1,findvalue); 
        } 
        else 
        { 
         //大于中值在中值后面找 
          return searchrecursive(sorteddata,middle+1,end,findvalue); 
        } 
      } 
      else 
      { 
        //找不到 
        return -1; 
      } 
    } 
   /** 
    * 循环二分查找，返回第一次出现该值的位置 
    * @param sorteddata  已排序的数组 
    * @param findvalue   需要找的值 
    * @return       值在数组中的位置，从0开始。找不到返回-1 
    */ 
    public int searchloop(int[] sorteddata,int findvalue) 
    { 
      int start=0; 
     int end=sorteddata.length-1; 
       
      while(start<=end) 
      { 
        lcount++; 
        //中间位置 
        int middle=(start+end)>>1;  //相当于(start+end)/2 
        //中值 
       int middlevalue=sorteddata[middle]; 
         
       if(findvalue==middlevalue) 
        { 
          //等于中值直接返回 
          return middle; 
       } 
      else if(findvalue<middlevalue) 
        { 
          //小于中值时在中值前面找 
          end=middle-1; 
       } 
       else 
        { 
          //大于中值在中值后面找 
          start=middle+1; 
        } 
      } 
      //找不到 
      return -1; 
    } 
  } 

4、测试代码

package org.cyxl.algorithm.search.test; 
   
  import org.cyxl.algorithm.search.binarysearch; 
  import org.junit.test; 
   
   
  public class binarysearchtest { 
    @test 
    public void testsearch() 
    { 
      binarysearch bs=new binarysearch(); 
       
      int[] sorteddata={1,2,3,4,5,6,6,7,8,8,9,10}; 
      int findvalue=9; 
      int length=sorteddata.length; 
       
     int pos=bs.searchrecursive(sorteddata, 0, length-1, findvalue); 
      system.out.println("recursice:"+findvalue+" found in pos "+pos+";count:"+bs.getrcount()); 
      int pos2=bs.searchloop(sorteddata, findvalue); 
       
      system.out.println("loop:"+findvalue+" found in pos "+pos+";count:"+bs.getlcount()); 
    } 
  } 

5、总结：这种查找方式的使用场合为已排序的数组。可以发现递归和循环的次数是一样的

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