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    常用排序算法

    常用查找算法

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  • Java查找算法有哪些

    千次阅读 2021-10-09 09:05:33
    8.1 查找算法介绍 在 java 中,我们常用的查找四种: 顺序(线性)查找 二分查找/折半查找 插值查找 斐波那契查找 8.2 线性查找算法 一个数列: {1,8, 10, 89, 1000, 1234} ,判断数列中是否包含此名称【顺序查找...

    8.1 查找算法介绍

    在 java 中,我们常用的查找有四种:

    1. 顺序(线性)查找
    2. 二分查找/折半查找
    3. 插值查找
    4. 斐波那契查找

    8.2 线性查找算法

    有一个数列: {1,8, 10, 89, 1000, 1234} ,判断数列中是否包含此名称【顺序查找】 要求: 如果找到了,就提示找到,并给出下标值。

    代码实现

    /**
     * @author zk
     * @version 1.0.0
     * @ClassName SequenceSearch.java
     * @Description TODO 顺序查找
     * @createTime 2021年09月24日 17:29:00
     */
    public class SequenceSearch {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {10,11,8,7,6,5,4,3,2,82};
            int i = sequenceSearch(arr, 2);
            System.out.println(i);
        }
        /**
         * @Author zk
         * @Description //TODO 线性查找
         * @Date 2021/9/25 7:41
         * @param arr 被查找的数组
         * @param value 查找的值
         * @return int value对应数组的下标,-表示没有找到
         **/
        public static int sequenceSearch(int[] arr,int value){
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                if (arr[i]==value){
                    return i;
                }
            }
            return -1;
        }
    }
    

    其他查找算法后面的文章会一个一个用Java语言实现,点击前往【二分查找算法插值查找算法斐波那契(黄金分割法)查找算法

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  • 由于我之前一直强调数据结构以及算法学习的重要性,所以就一些读者经常问我,数据结构与算法应该要学习到哪个程度呢?,说实话,这个问题我不知道要怎么回答你,主要取决于你想学习到哪些程度,不过针对这个问题,...

    由于我之前一直强调数据结构以及算法学习的重要性,所以就有一些读者经常问我,数据结构与算法应该要学习到哪个程度呢?,说实话,这个问题我不知道要怎么回答你,主要取决于你想学习到哪些程度,不过针对这个问题,我稍微总结一下我学过的算法知识点,以及我觉得值得学习的算法。这些算法与数据结构的学习大多数是零散的,并没有一本把他们全部覆盖的书籍。下面是我觉得值得学习的一些算法以及数据结构,当然,我也会整理一些看过不错的文章给大家。大家也可以留言区补充。

    一、算法最最基础

    1、时间复杂度

    2、空间复杂度

    一般最先接触的就是时间复杂度和空间复杂度的学习了,这两个概念以及如何计算,是必须学的,也是必须最先学的,主要有最大复杂度、平均复杂度等,直接通过博客搜索学习即可。

    文章推荐:

    算法分析神器—时间复杂度

    二、基础数据结构

    1、线性表

    • 列表(必学)
    • 链表(必学)
    • 跳跃表(知道原理,应用,最后自己实现一遍)
    • 并查集(建议结合刷题学习)

    不用说,链表、列表必须,不过重点是链表。

    三分钟基础数据结构:如何轻松手写链表?

    以后有面试官问你「跳跃表」,你就把这篇文章扔给他

    2、栈与队列

    • 栈(必学)
    • 队列(必学)
    • 优先队列、堆(必学)
    • 多级反馈队列(原理与应用)

    特别是优先队列,再刷题的时候,还是经常用到的,队列与栈,是最基本的数据结构,必学。可以通过博客来学习。相关文章:

    三分钟基础知识:什么是栈?

    二叉堆是什么鬼?

    【算法与数据结构】堆排序是什么鬼?

    3、哈希表(必学)

    • 碰撞解决方法:开放定址法、链地址法、再次哈希法、建立公共溢出区(必学)
    • 布隆过滤器(原理与应用)

    哈希表相关的,推荐通过博客来学习,推荐文章:

    Hash冲突之开放地址法

    4、树

    • 二叉树:各种遍历(递归与非递归)(必学)
    • 哈夫曼树与编码(原理与应用)
    • AVL树(必学)
    • B 树与 B+ 树(原理与应用)
    • 前缀树(原理与应用)
    • 红黑树(原理与应用)
    • 线段树(原理与应用)

    树相关是知识还是挺多的,建议看书,可以看《算法第四版》。相关文章:

    高频面试题:什么是B树?为啥文件索引要用B树而不用二叉查找树?

    【漫画】以后在有面试官问你AVL树,你就把这篇文章扔给他。

    腾讯面试题:有了二叉查找树、平衡树为啥还需要红黑树?

    【面试被虐】游戏中的敏感词过滤是如何实现的?

    5、数组

    • 树状数组
    • 矩阵(必学)

    树状数组其实我也没学过,,,,

    三、各种常见算法

    1、十大排序算法

    • 简单排序:插入排序、选择排序、冒泡排序(必学)
    • 分治排序:快速排序、归并排序(必学,快速排序还要关注中轴的选取方式)
    • 分配排序:桶排序、基数排序
    • 树状排序:堆排序(必学)
    • 其他:计数排序(必学)、希尔排序

    对于十大算法的学习,假如你不大懂的话,那么我还是挺推荐你去看书的,因为看了书,你可能不仅仅知道这个算法怎么写,还能知道他是怎么来的。推荐书籍是《算法第四版》,这本书讲的很详细,而且配了很多图演示,还是挺好懂的。

    推荐文章:

    必学十大经典排序算法,看这篇就够了(附完整代码/动图/优质文章)(修订版)

    2、图论算法

    • 图的表示:邻接矩阵和邻接表
    • 遍历算法:深度搜索和广度搜索(必学)
    • 最短路径算法:Floyd,Dijkstra(必学)
    • 最小生成树算法:Prim,Kruskal(必学)
    • 实际常用算法:关键路径、拓扑排序(原理与应用)
    • 二分图匹配:配对、匈牙利算法(原理与应用)
    • 拓展:中心性算法、社区发现算法(原理与应用)

    图还是比较难的,不过我觉得图涉及到的挺多算法都是挺实用的,例如最短路径的计算等,图相关的,我这里还是建议看书的,可以看《算法第四版》。

    漫画:什么是 “图”?(修订版)

    漫画:深度优先遍历 和 广度优先遍历

    漫画:图的 “最短路径” 问题

    漫画:Dijkstra 算法的优化

    漫画:图的 “多源” 最短路径

    更多算法的学习,欢迎关注我的公众号『帅地玩编程

    3、搜索与回溯算法

    • 贪心算法(必学)
    • 启发式搜索算法:A*寻路算法(了解)
    • 地图着色算法、N 皇后问题、最优加工顺序
    • 旅行商问题

    这方便的只是都是一些算法相关的,我觉得如果可以,都学一下。像贪心算法的思想,就必须学的了。建议通过刷题来学习,leetcode 直接专题刷。

    4、动态规划

    • 树形DP:01背包问题
    • 线性DP:最长公共子序列、最长公共子串
    • 区间DP:矩阵最大值(和以及积)
    • 数位DP:数字游戏
    • 状态压缩DP:旅行商

    我觉得动态规划是最难的一个算法思想了,记得当初第一次接触动态规划的时候,是看01背包问题的,看了好久都不大懂,懵懵懂懂,后面懂了基本思想,可是做题下不了手,但是看的懂答案。一气之下,再leetcdoe专题连续刷了几十道,才掌握了动态规划的套路,也有了自己的一套模板。不过说实话,动态规划,是考的真他妈多,学习算法、刷题,一定要掌握。这里建议先了解动态规划是什么,之后 leetcode 专题刷,反正就一般上面这几种题型。后面有时间,我也写一下我学到的套路,有点类似于我之前写的递归那样,算是一种经验。也就是我做题时的模板,不过感觉得写七八个小时,,,,,有时间就写。之前写的递归文章:为什么你学不会递归?告别递归,谈谈我的一些经验

    5、字符匹配算法

    • 正则表达式
    • 模式匹配:KMP、Boyer-Moore

    我写过两篇字符串匹配的文章,感觉还不错,看了这两篇文章,我觉得你就差不多懂 kmp 和 Boyer-Moore 了。

    字符串匹配Boyer-Moore算法:文本编辑器中的查找功能是如何实现的?

    更多算法的学习,欢迎关注我的公众号『苦逼的码农

    6、流相关算法

    • 最大流:最短增广路、Dinic 算法
    • 最大流最小割:最大收益问题、方格取数问题
    • 最小费用最大流:最小费用路、消遣

    这方面的一些算法,我也只了解过一些,感兴趣的可以学习下。

    总结

    对于上面设计到的算法,我都提供了感觉还不错的文章,建议大家收藏,然后可以利用零碎的时间进行阅读,有些人可能会觉得上面的算法太多,说实话,我觉得不多,特别是对于在校生的,上面涉及到的算法可以不用很懂,但至少得了解。至于书籍的话,如果你连基本数据结构都还不懂的,建议看《数据结构与算法》相关书籍,例如《大话数据结构》、《数据结构与算法分析》。如果你有一定的基础,例如知道链表,栈,队列,那么可以看《算法第四版》,不过这本书是用 Java 实现的,不过我觉得你只要学过 C,那么可以看的懂。

    这些算法的学习,虽然你觉得学了没有什么用,但还是那些话,它对你的影响是潜意识的,它可以给你打下很深厚的基础内功,如果你想走的更远,那么我推荐学习,标注必学的,那么我觉得,你是真的需要抽时间来学习下,标注原理与应用的,代表你可以不知道怎么用代码实现,但是必得知道它的实现原理以及应用,更多算法的学习,可以持续关注我的微信公众号勒。

    作为一个非常注重计算机基础以及算法学习的程序员,一路自学走来,看过挺多不错的优质书籍,在这里推荐给大家,全都是自己看过滴。

    最后,很多人问我都是怎么学习的,那我干脆就把我看过的优质书籍贡献出来

    计算机基础入门推荐:《程序是怎样跑起来的》、《网络是怎样连接的》、《计算机是怎样工作的》

    进一步认识计算机网络:《计算机网络:自顶向下》、《图解http》

    数据结构+算法入门:《数据结构与算法分析:C语言描述版》,《大话数据结构》、《阿哈算法》

    算法进阶:《算法第四版》、《编程之美》、《编程珠玑》

    由于我是Java技术栈的,顺便推荐基本Java的书籍,从左到由的顺序看到

    Java:《Java核心技术卷1》、《编程思想》、《深入理解Java虚拟机》、《Java编程艺术》

    数据库:《mysql必知必会》、《MySQL技术内幕:InnoDB存储引擎》

    就先介绍这么多,这些都是最基础最核心滴,希望对那些不知道看什书的同学有所帮助

    对了,我介绍的这些书籍,我顺便帮你整理好了,你可以在我的原创微信公众号『帅地玩编程』回复『书籍』获取哦

    另外,帅地把公众号的精华文章整理成了一本电子书,共 630页!目录如下
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    作者info

    作者:帅地,一位热爱写作的小伙
    原创公众号:『帅地玩编程』,已写了150多篇文章,专注于写 算法、计算机基础知识等提升你内功的文章,期待你的关注。
    转载说明:务必注明来源(注明:来源于公众号:苦逼的码农, 作者:帅地)

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  • 常用查找算法

    千次阅读 2016-10-09 20:03:30
    常用查找算法:顺序查找、二分查找、分块查找、哈希查找

    1. 顺序查找

    1.1 算法原理:

      顺序查找是在一个已知无(或有序)序队列中找出与给定关键字相同的数的具体位置。原理是让关键字与队列中的数从第一个开始逐个比较,直到找出与给定关键字相同的数为止,它的缺点是效率低下。

    1.2 算法实现(Java):

    public static int sequenceSearch(int[] array, int des) {
        for (int i = 0, len = array.length; i < len; i++) {
            if (array[i] == des) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    2. 二分查找

    2.1 算法原理:

      二分查找又称折半查找,优点是比较次数少,查找速度快,平均性能好;其缺点是要求待查表为有序表,且插入删除困难。因此,二分查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。其算法原理如下:
      首先,假设表中元素是按升序排列,将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。
      重复以上过程,直到找到满足条件的记录,使查找成功,或直到子表不存在为止,此时查找不成功。

    2.2 算法实现(Java):

    public static int binarySearch(int[] array, int des) {
        int low = 0;
        int high = array.length - 1;
        while (low <= high) {
            int middle = (low + high) >> 1;
            if (array[middle] == des) {
                return middle;
            } else if (array[middle] > des) {
                high = middle - 1;
            } else {
                low = middle + 1;
            }
        }
        return -1;
    }

    3. 分块查找

    3.1 算法原理:

      分块查找又称索引顺序查找,是折半查找和顺序查找的一种改进方法,折半查找虽然具有很好的性能,但其前提条件时线性表顺序存储而且按照关键码排序,这一前提条件在结点树很大且表元素动态变化时是难以满足的。而顺序查找可以解决表元素动态变化的要求,但查找效率很低。如果既要保持对线性表的查找具有较快的速度,又要能够满足表元素动态变化的要求,则可采用分块查找的方法。
      分块查找的速度虽然不如折半查找算法,但比顺序查找算法快得多,同时又不需要对全部节点进行排序。当节点很多且块数很大时,对索引表可以采用折半查找,这样能够进一步提高查找的速度。
      分块查找要求把一个大的线性表分解成若干块,每块中的节点可以任意存放,但块与块之间必须排序。假设是按关键码值非递减的,那么这种块与块之间必须满足已排序要求,实际上就是对于任意的i,第i块中的所有节点的关键码值都必须小于第i+1块中的所有节点的关键码值。此外,还要建立一个索引表,把每块中的最大关键码值作为索引表的关键码值,按块的顺序存放到一个辅助数组中,显然这个辅助数组是按关键码值非递减排序的。查找时,首先在索引表中进行查找,确定要找的节点所在的块。由于索引表是排序的,因此,对索引表的查找可以采用顺序查找或折半查找;然后,在相应的块中采用顺序查找,即可找到对应的节点。

    4. 哈希查找

    4.1 算法原理:

      哈希查找是通过计算数据元素的存储地址进行查找的一种方法。哈希查找的操作步骤如下:
      (1)用给定的哈希函数构造哈希表;
      (2)根据选择的冲突处理方法解决地址冲突;
      (3)在哈希表的基础上执行哈希查找。
      哈希查找的本质是先将数据映射成它的哈希值。哈希查找的核心是构造一个哈希函数,它将原来直观、整洁的数据映射为看上去似乎是随机的一些整数。
      哈希查找的产生有这样一种背景——有些数据本身是无法排序的(如图像),有些数据是很难比较的(如图像)。如果数据本身是无法排序的,就不能对它们进行比较查找。如果数据是很难比较的,即使采用折半查找,要比较的次数也是非常多的。因此,哈希查找并不查找数据本身,而是先将数据映射为一个整数(它的哈希值),并将哈希值相同的数据存放在同一个位置——即以哈希值为索引构造一个数组。
      在哈希查找的过程中,只需先将要查找的数据映射为它的哈希值,然后查找具有这个哈希值的数据,这就大大减少了查找次数。

    4.2 解决哈希冲突:

      影响哈希查找效率的一个重要因素是哈希函数本身。当两个不同的数据元素的哈希值相同时,就会发生冲突。为减少发生冲突的可能性,哈希函数应该将数据尽可能分散地映射到哈希表的每一个表项中。解决冲突的方法有以下两种:
      (1) 开放地址法
      如果两个数据元素的哈希值相同,则在哈希表中为后插入的数据元素另外选择一个表项。
      当程序查找哈希表时,如果没有在第一个对应的哈希表项中找到符合查找要求的数据元素,程序就会继续往后查找,直到找到一个符合查找要求的数据元素,或者遇到一个空的表项。
      (2) 链地址法
      将哈希值相同的数据元素存放在一个链表中,在查找哈希表的过程中,当查找到这个链表时,必须采用线性查找方法。

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