二分排序算法

A. 基本排序算法原理

算法原理：每次对相邻的两个元素进行比较，若前者大于后者则进行交换，如此一趟下来最后一趟的就是最大元素，重复以上的步骤，除了已经确定的元素 。

算法原理：每次对相邻的两个元素进行比较，若前者大于后者则进行交换，如此一趟下来最后一趟的就是最大元素，重复以上的步骤，除了已经确定的元素

算法步骤

1)  设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=n-1；

2）第一个数组值作为比较值，首先保存到temp中，即temp=A[0]；

3）然后j-- ,向前搜索,找到小于temp后,因为s[i]的值保存在temp中,所以直接赋值,s[i]=s[j]

4）然后i++,向后搜索,找到大于temp后,因为s[j]的值保存在第2步的s[i]中,所以直接赋值,s[j]=s[i],然后j--,避免死循环

5）重复第3、4步，直到i=j,最后将temp值返回s[i]中

6)  然后采用“二分”的思想,以i为分界线,拆分成两个数组 s[0,i-1]、s[i+1,n-1]又开始排序

排序图解

算法原理：从第一个元素开始，左边视为已排序数组，右边视为待排序数组，从左往右依次取元素，插入左侧已排序数组，对插入新元素的左侧数组重新生成有序数组 。需要注意的是，在往有序数组插入一个新元素的过程中，我们可以采用按 顺序循环 比较，也可以通过 折半查找法 来找到新元素的位置，两种方式的效率 取决于数组的数据量

算法原理：希尔排序也是利用插入排序的思想来排序。希尔排序通过将比较的全部元素分为几个区域来提升插入排序的性能。这样可以让一个元素可以一次性地朝最终位置前进一大步。然后算法再取越来越小的步长进行排序，算法的最后一步就是普通的插入排序，但是到了这步，需排序的数据几乎是已排好的了，插入效率比较高。

排序图解

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。选择排序的主要优点与数据移动有关。如果某个元素位于正确的最终位置上，则它不会被移动。选择排序每次交换一对元素，它们当中至少有一个将被移到其最终位置上，因此对n个元素的表进行排序总共进行至多n-1次交换。在所有的完全依靠交换去移动元素的排序方法中，选择排序属于非常好的一种。

归并排序，顾名思义就是一种 “递归合并” 的排序方法（这个理解很重要）。对于一个数列，我们把它进行二分处理，依次递归下去，然后将小范围的数进行排序，最后将其合并在一起。就实现了归并排序。

这实际上是运用了 分治思想 ，显然，想要把一个数列排好序，最终达到的目的就是它的任何一部分都是有序的。这样的话，我们可以考虑分别把数列分成N多个部分，让每个部分分别有序，然后再将其统一，变成所有的东西都有序。这样就实现了排序。这个想法就叫分治思想。

排序图解

排序图解

B. java 二分法 排序

二分排序就是用先用二分查找法来查某一个元素，然后再用别的排序算法来进行排序。

package insert;

public class InsArrayApp {
public static void main(String[] args) {
int size = 100;
InsArray arr = new InsArray(size);

arr.insert(10);
arr.insert(9);
arr.insert(8);
arr.insert(7);
arr.insert(6);
arr.insert(10);
arr.insert(9);
arr.insert(8);
arr.insert(5);
arr.insert(4);
arr.insert(3);
arr.insert(2);
arr.insert(1);

arr.display();

// arr.insertSort();

// arr.display();

// System.out.println(arr.median());

// arr.noDups();

arr.noDups2();
arr.display();
}
}

class InsArray {
private int[] a;
private int nElems;

public InsArray(int size) {
a = new int[size];
nElems = 0;
}

public void insert(int value) {
a[nElems] = value;
nElems++;
}

public void display() {
for (int i = 0; i < nElems; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
System.out.println();
}

public void insertSort() {
int out, in;
int = 0;
int compare = 0;
/* for(out = 1;out<nElems;out++){
int tmp = a[out];
in = out;
while(in>0&&a[in-1]>=tmp){
a[in] = a[in-1];
--in;
}
a[in] = tmp;
}*/
for(out = 1;out<nElems;out++){
int tmp = a[out];
in = out;
while(in>0){
if(a[in-1]>=tmp){
a[in] = a[in-1];
--in;
++;
++compare;}
else{
break;
}
}
++compare;
a[in] = tmp;
}
System.out.println(":" + + "compare:" + compare);
}

public int median(){
insertSort();
int m = nElems/2;
return a[m];
}

public void noDups(){
insertSort();
/*
InsArray tmp = new InsArray(nElems);
for(int i = 0;i<nElems;i++){
for(int j = i+1;j<nElems;j++)
if(a[i] == a[j]){
a[j] = -1;
}
if(a[i]!=-1)
tmp.insert(a[i]);
}
*/
InsArray tmp = new InsArray(nElems);
int i;
for(int j = 0;j<this.nElems;j++){
/*if(tmp.nElems==tmp.find(this.a[j])) //binary find
tmp.insert(this.a[j]);
else
continue;*/
for( i = 0; i < tmp.nElems; i++) { // for each element
if(tmp.a[i]==this.a[j]) // found searchKey?
break;
}
if(i==tmp.nElems) // no
tmp.insert(this.a[j]);
}
this.a = tmp.a;
this.nElems = tmp.nElems;
}

public int find(long searchKey) {
int lowerBound = 0;
int upperBound = nElems-1;
int curIn;

while(true) {
curIn = (lowerBound + upperBound)/2;
if(a[curIn]==searchKey)
return curIn;
else if(lowerBound>upperBound)
return nElems;
else {
if(a[curIn]>searchKey)
upperBound = curIn-1;
else
lowerBound = curIn+1;
}
}
}

public void noDups2(){
insertSort();
for(int i = 0;i<nElems;i++){
for(int j = i+1;j<nElems;j++)
if(a[i] == a[j]){
a[j] = -1;
}
}
display();
int index = 0;
for(int i=0;i<nElems;i++){
if(a[i]!=-1){
index++;
}else{
for(int j=index+1;j<nElems;j++){
if(a[j]!=-1){
a[index] = a[j];
a[j]=-1;
index++;
break;
}
}
}
}
nElems = index;

}
}

上面的代码，是我以前敲的，有个find()方法是二分查找，然后再用插入排序去进行排序。

C. 什么是二分法

二分法（Bisection method） 即一分为二的方法. 设[a，b]为R的闭区间. 逐次二分法就是造出如下的区间序列([an，bn])：a0=a，b0=b，且对任一自然数n，[an+1，bn+1]或者等于[an，cn]，或者等于[cn，bn]，其中cn表示[an，bn]的中点。

(3)二分排序算法扩展阅读

典型算法

算法：当数据量很大适宜采用该方法。采用二分法查找时，数据需是排好序的。

基本思想：假设数据是按升序排序的，对于给定值key，从序列的中间位置k开始比较，

如果当前位置arr[k]值等于key，则查找成功；

若key小于当前位置值arr[k]，则在数列的前半段中查找,arr[low,mid-1]；

若key大于当前位置值arr[k]，则在数列的后半段中继续查找arr[mid+1,high]，

直到找到为止,时间复杂度:O(log(n))。

D. 二分法的算法步骤是什么

在有序的有N个元素的数组中查找用户输进去的数据x。

算法如下：

1、确定查找范围front=0，end=N-1，计算中项mid=（front+end）/2。

2、若a[mid]=x或front>=end，则结束查找；否则，向下继续。

3.、若a[mid]<x，说明待查找的元素值只可能在比中项元素大的范围内，则把mid+1的值赋给front，并重新计算mid，转去执行步骤2；若a[mid]>x，说明待查找的元素值只可能在比中项元素小的范围内，则把mid-1的值赋给end，并重新计算mid，转去执行步骤2。

(4)二分排序算法扩展阅读

基本思想：假设数据是按升序排序的，对于给定值key，从序列的中间位置k开始比较，

如果当前位置arr[k]值等于key，则查找成功；

若key小于当前位置值arr[k]，则在数列的前半段中查找，arr[low，mid-1]；

若key大于当前位置值arr[k]，则在数列的后半段中继续查找arr[mid+1，high]，

直到找到为止，时间复杂度:O(log(n))。