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Java深入篇~03.陣列的排序演算法(JDK1.8)

2020-09-21 05:10:07 移動端開發

陣列的排序演算法(JDK1.8)

上一篇文章

陣列

陣列與其他容器的區別有三大方面:效率,型別和保存基本型別的能力,在Java中,陣列是一種效率最高的存盤和隨機訪問物件參考序列的方式,陣列是一個簡單的線序序列,陣列的優點是訪問元素的速度會非常快,但代價是一旦確定了容器的大小,便不可再改變,可能有人會建議使用ArrayList,因為它可以通過創建新的實體然后把舊的實體傳進去,從而達到擴容,就像本人上一篇文章關于StringBuilder資料結構一樣,但我們要知道它們的底層都是基于陣列的,所以說List之前我們會先說到陣列,

無論使用哪種型別的陣列,陣列識別符號其實只是一個參考,指向堆中創建的一個真實物件,這個物件用于保存指向其他物件的參考,可以作為陣列初始化語法一部分隱式地創建此物件,或者用new運算式顯式的創建,不管是基本資料型別的陣列還是參考資料型別的陣列在使用上基本都相同

在C/C++中,你無法回傳一個陣列,只能回傳指向陣列的指標,但是這樣子會造成陣列的生命周期變得困難,容易產生記憶體泄漏問題,而在Java中卻可以直接回傳一個陣列,需要的時候它存在,不需要時垃圾處理器會清理掉它

Arrays

Arrays是專門用來操作陣列的一個工具類,由于我們使用陣列的時候,會經常需要一些對里面元素產生變更的操作,為了省的程式員去重復寫演算法,所以Java里面已經提供好了工具類,在Arrays類中的方法基本上都是靜態的,因此我們不需要去new一個物件,

sort方法

byte型陣列

Arrays.sort方法可以根據陣列的大小和型別從而實作不同的排序,當陣列的型別為byte陣列時的長度小于29的時候,則會使用插入排序

   		for (int i = left, j = i; i < right; j = ++i) {
                byte ai = a[i + 1];
                while (ai < a[j]) {
                    a[j + 1] = a[j];
                    if (j-- == left) {
                        break;
                    }
                }
                a[j + 1] = ai;
            }

大于29的時候則使用計數排序

	int[] count = new int[NUM_BYTE_VALUES];

     for (int i = left - 1; ++i <= right;
         count[a[i] - Byte.MIN_VALUE]++
     );
     for (int i = NUM_BYTE_VALUES, k = right + 1; k > left; ) {
         while (count[--i] == 0);
         byte value = (byte) (i + Byte.MIN_VALUE);
         int s = count[i];

         do {
             a[--k] = value;
         } while (--s > 0);
     }

int型陣列

當陣列的型別是int的時候,如果陣列的長度小于47則會使用插入排序

if (leftmost) {
   for (int i = left, j = i; i < right; j = ++i) {
       int ai = a[i + 1];
       while (ai < a[j]) {
           a[j + 1] = a[j];
           if (j-- == left) {
               break;
           }
       }
       a[j + 1] = ai;
   }

如果大于47小于286,則會使用快速排序

    do {
          if (left >= right) {
              return;
          }
      } while (a[++left] >= a[left - 1]);
      
      for (int k = left; ++left <= right; k = ++left) {
          int a1 = a[k], a2 = a[left];

          if (a1 < a2) {
              a2 = a1; a1 = a[left];
          }
          while (a1 < a[--k]) {
              a[k + 2] = a[k];
          }
          a[++k + 1] = a1;

          while (a2 < a[--k]) {
              a[k + 1] = a[k];
          }
          a[k + 1] = a2;
      }
      int last = a[right];

      while (last < a[--right]) {
          a[right + 1] = a[right];
      }
      a[right + 1] = last;
  }

當長度大于286的時候則會使用歸并排序

        int[] run = new int[MAX_RUN_COUNT + 1];
        int count = 0; run[0] = left;

        for (int k = left; k < right; run[count] = k) {
            if (a[k] < a[k + 1]) { 
                while (++k <= right && a[k - 1] <= a[k]);
            } else if (a[k] > a[k + 1]) { 
                while (++k <= right && a[k - 1] >= a[k]);
                for (int lo = run[count] - 1, hi = k; ++lo < --hi; ) {
                    int t = a[lo]; a[lo] = a[hi]; a[hi] = t;
                }
            } else {
                for (int m = MAX_RUN_LENGTH; ++k <= right && a[k - 1] == a[k]; ) {
                    if (--m == 0) {
                        sort(a, left, right, true);
                        return;
                    }
                }
            }

float型陣列

當陣列是float型的時候就比較復雜了,因為它會分成不同的階段來進行操作

第一階段

將非float的元素移動到末尾,isNaN方法在這里就是判斷一個元素是否為float

 while (left <= right && Float.isNaN(a[right])) {
            --right;
        }
        for (int k = right; --k >= left; ) {
            float ak = a[k];
            if (ak != ak) {
                a[k] = a[right];
                a[right] = ak;
                --right;
            }
        }
public static boolean isNaN(float v) {
        return (v != v);
    }
第二階段

只要是float的元素就會根據規則進行排序

private static void doSort(float[] a, int left, int right,
                               float[] work, int workBase, int workLen) {
        if (right - left < QUICKSORT_THRESHOLD) {
            sort(a, left, right, true);
            return;
        }
  int[] run = new int[MAX_RUN_COUNT + 1];
  int count = 0; run[0] = left;

  for (int k = left; k < right; run[count] = k) {
      if (a[k] < a[k + 1]) {
          while (++k <= right && a[k - 1] <= a[k]);
      } else if (a[k] > a[k + 1]) { 
          while (++k <= right && a[k - 1] >= a[k]);
          for (int lo = run[count] - 1, hi = k; ++lo < --hi; ) {
              float t = a[lo]; a[lo] = a[hi]; a[hi] = t;
          }
      } else {
          for (int m = MAX_RUN_LENGTH; ++k <= right && a[k - 1] == a[k]; ) {
              if (--m == 0) {
                  sort(a, left, right, true);
                  return;
              }
          }
      }
      if (++count == MAX_RUN_COUNT) {
          sort(a, left, right, true);
          return;
      }
  }
  if (run[count] == right++) {
      run[++count] = right;
  } else if (count == 1) {
      return;
  }

  byte odd = 0;
  for (int n = 1; (n <<= 1) < count; odd ^= 1);
     float[] b;                
     int ao, bo;            
     int blen = right - left; 
     if (work == null || workLen < blen || workBase + blen > work.length) {
         work = new float[blen];
         workBase = 0;
     }
     if (odd == 0) {
         System.arraycopy(a, left, work, workBase, blen);
         b = a;
         bo = 0;
         a = work;
         ao = workBase - left;
     } else {
         b = work;
         ao = 0;
         bo = workBase - left;
     }

     for (int last; count > 1; count = last) {
         for (int k = (last = 0) + 2; k <= count; k += 2) {
             int hi = run[k], mi = run[k - 1];
             for (int i = run[k - 2], p = i, q = mi; i < hi; ++i) {
                 if (q >= hi || p < mi && a[p + ao] <= a[q + ao]) {
                     b[i + bo] = a[p++ + ao];
                 } else {
                     b[i + bo] = a[q++ + ao];
                 }
             }
             run[++last] = hi;
         }
         if ((count & 1) != 0) {
             for (int i = right, lo = run[count - 1]; --i >= lo;
                 b[i + bo] = a[i + ao]
             );
             run[++last] = right;
         }
         float[] t = a; a = b; b = t;
         int o = ao; ao = bo; bo = o;
     }
 }

當長度小于47的時候則是插入排序

	if (length < INSERTION_SORT_THRESHOLD) {
           if (leftmost) {
               for (int i = left, j = i; i < right; j = ++i) {
                   int ai = a[i + 1];
                   while (ai < a[j]) {
                       a[j + 1] = a[j];
                       if (j-- == left) {
                           break;
                       }
                   }
                   a[j + 1] = ai;
               }
           } else {
               do {
                   if (left >= right) {
                       return;
                   }
               } while (a[++left] >= a[left - 1]);
               for (int k = left; ++left <= right; k = ++left) {
                   int a1 = a[k], a2 = a[left];

                   if (a1 < a2) {
                       a2 = a1; a1 = a[left];
                   }
                   while (a1 < a[--k]) {
                       a[k + 2] = a[k];
                   }
                   a[++k + 1] = a1;

                   while (a2 < a[--k]) {
                       a[k + 1] = a[k];
                   }
                   a[k + 1] = a2;
               }
               int last = a[right];

               while (last < a[--right]) {
                   a[right + 1] = a[right];
               }
               a[right + 1] = last;
           }
           return;
       }
階段3:最后的排序
		int hi = right;

        while (left < hi) {
            int middle = (left + hi) >>> 1;
            float middleValue = a[middle];

            if (middleValue < 0.0f) {
                left = middle + 1;
            } else {
                hi = middle;
            }
        }
        while (left <= right && Float.floatToRawIntBits(a[left]) < 0) {
            ++left;
        }

        for (int k = left, p = left - 1; ++k <= right; ) {
            float ak = a[k];
            if (ak != 0.0f) {
                break;
            }
            if (Float.floatToRawIntBits(ak) < 0) { // ak is -0.0f
                a[k] = 0.0f;
                a[++p] = -0.0f;
            }
        }

double型別陣列

和float大同小異,這里就省略了~

String型別陣列

由于在Java里String是一個類而并非關鍵字,因此到了底層也就變成了Object型別陣列的排序

public static void sort(Object[] a) {
        if (LegacyMergeSort.userRequested)
            legacyMergeSort(a);
        else
            ComparableTimSort.sort(a, 0, a.length, null, 0, 0);
    }

這里的排序會用到ComparableTimSort類,關于ComparableTimSort類的介紹翻譯是這樣子的:這是{@link TimSort}的一個近似副本,修改后可與一起使用實作{@link Comparable}的物件陣列,而不是使用顯式比較器,如果您正在使用優化虛擬機,您可能會發現與TimSort和只回傳{@code((Comparable)first).compareTo(Second)}的比較器,如果是這種情況,最好洗掉可比較的時間排序到消除代碼重復,

static void sort(Object[] a, int lo, int hi, Object[] work, int workBase, int workLen) {
        assert a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;

        int nRemaining  = hi - lo;
        if (nRemaining < 2)
            return;  
        if (nRemaining < MIN_MERGE) {
            int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi);
            binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen);
            return;
        }
        ComparableTimSort ts = new ComparableTimSort(a, work, workBase, workLen);
        int minRun = minRunLength(nRemaining);
        do {
            int runLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi);
            if (runLen < minRun) {
                int force = nRemaining <= minRun ? nRemaining : minRun;
                binarySort(a, lo, lo + force, lo + runLen);
                runLen = force;
            }
            ts.pushRun(lo, runLen);
            ts.mergeCollapse();

            lo += runLen;
            nRemaining -= runLen;
        } while (nRemaining != 0);
        assert lo == hi;
        ts.mergeForceCollapse();
        assert ts.stackSize == 1;
    }

char型別陣列

當char型別陣列長度小于3200的時候就會呼叫dosort方法,和float排序的第二階段很相似

private static void doSort(char[] a, int left, int right,
                               char[] work, int workBase, int workLen) {
        if (right - left < QUICKSORT_THRESHOLD) {
            sort(a, left, right, true);
            return;
        }
        int[] run = new int[MAX_RUN_COUNT + 1];
        int count = 0; run[0] = left;

        for (int k = left; k < right; run[count] = k) {
            if (a[k] < a[k + 1]) { 
                while (++k <= right && a[k - 1] <= a[k]);
            } else if (a[k] > a[k + 1]) { 
                while (++k <= right && a[k - 1] >= a[k]);
                for (int lo = run[count] - 1, hi = k; ++lo < --hi; ) {
                    char t = a[lo]; a[lo] = a[hi]; a[hi] = t;
                }
            } else { 
                for (int m = MAX_RUN_LENGTH; ++k <= right && a[k - 1] == a[k]; ) {
                    if (--m == 0) {
                        sort(a, left, right, true);
                        return;
                    }
                }
            }
            if (++count == MAX_RUN_COUNT) {
                sort(a, left, right, true);
                return;
            }
        }

當長度大于3200的時候則會使用計數排序

	if (right - left > COUNTING_SORT_THRESHOLD_FOR_SHORT_OR_CHAR) {
            int[] count = new int[NUM_CHAR_VALUES];

            for (int i = left - 1; ++i <= right;
                count[a[i]]++
            );
            for (int i = NUM_CHAR_VALUES, k = right + 1; k > left; ) {
                while (count[--i] == 0);
                char value = (char) i;
                int s = count[i];

                do {
                    a[--k] = value;
                } while (--s > 0);
            }
        }

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/yidong/94207.html

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    Dagger2是一個IOC框架,一般用于Android平臺,第一次接觸的朋友,一定會被搞得暈頭轉向。它延續了Java平臺Spring框架代碼碎片化,注解滿天飛的傳統。嘗試將各處代碼片段串聯起來,理清思緒,真不是件容易的事。更不用說還有各版本細微的差別。 與Spring不同的是,Spring是通過反射 ......

    uj5u.com 2020-09-10 06:57:59 more
  • Flutter Weekly Issue 66

    新聞 Flutter 季度調研結果分享 教程 Flutter+FaaS一體化任務編排的思考與設計 詳解Dart中如何通過注解生成代碼 GitHub 用對了嗎?Flutter 團隊分享如何管理大型開源專案 插件 flutter-bubble-tab-indicator A Flutter librar ......

    uj5u.com 2020-09-10 06:58:52 more
  • Proguard 常用規則

    介紹 Proguard 入口,如何查看輸出,如何使用 keep 設定入口以及使用實體,如何配置壓縮,混淆,校驗等規則。

    ......

    uj5u.com 2020-09-10 06:59:00 more
  • Android 開發技術周報 Issue#292

    新聞 Android即將獲得類AirDrop功能:可向附近設備快速分享檔案 谷歌為安卓檔案管理應用引入可安全隱藏資料的Safe Folder功能 Android TV新主界面將顯示電影、電視節目和應用推薦內容 泄露的Android檔案暗示了傳說中的谷歌Pixel 5a與折疊屏新機 谷歌發布Andro ......

    uj5u.com 2020-09-10 07:00:37 more
  • AutoFitTextureView Error inflating class

    報錯: Binary XML file line #0: Binary XML file line #0: Error inflating class xxx.AutoFitTextureView 解決: <com.example.testy2.AutoFitTextureView android: ......

    uj5u.com 2020-09-10 07:00:41 more
  • 根據Uri,Cursor沒有獲取到對應的屬性

    Android: 背景:呼叫攝像頭,拍攝視頻,指定保存的地址,但是回傳的Cursor檔案,只有名稱和大小的屬性,沒有其他諸如時長,連ID屬性都沒有 使用 cursor.getInt(cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media.DURATIO ......

    uj5u.com 2020-09-10 07:00:44 more
  • Android連載29-持久化技術

    一、持久化技術 我們平時所使用的APP產生的資料,在記憶體中都是瞬時的,會隨著斷電、關機等丟失資料,因此android系統采用了持久化技術,用于存盤這些“瞬時”資料 持久化技術包括:檔案存盤、SharedPreference存盤以及資料庫存盤,還有更復雜的SD卡記憶體儲。 二、檔案存盤 最基本存盤方式, ......

    uj5u.com 2020-09-10 07:00:47 more
  • Android Camera2Video整合到自己專案里

    背景: Android專案里呼叫攝像頭拍攝視頻,原本使用的 MediaStore.ACTION_VIDEO_CAPTURE, 后來因專案需要,改成了camera2 1.Camera2Video 官方demo有點問題,下載后,不能直接整合到專案 問題1.多次拍攝視頻崩潰 問題2.雙擊record按鈕, ......

    uj5u.com 2020-09-10 07:00:50 more
  • Android 開發技術周報 Issue#293

    新聞 谷歌為Android TV開發者提供多種新功能 Android 11將自動填表功能整合到鍵盤輸入建議中 谷歌宣布Android Auto即將支持更多的導航和數字停車應用 谷歌Pixel 5只有XL版本 搭載驍龍765G且將比Pixel 4更便宜 [圖]Wear OS將迎來重磅更新:應用啟動時間 ......

    uj5u.com 2020-09-10 07:01:38 more
  • 海豚星空掃碼投屏 Android 接收端 SDK 集成 六步驟

    掃碼投屏,開放網路,獨占設備,不需要額外下載軟體,微信掃碼,發現設備。支持標準DLNA協議,支持倍速播放。視頻,音頻,圖片投屏。好點意思。還支持自定義基于 DLNA 擴展的操作動作。好像要收費,沒體驗。 這里簡單記錄一下集成程序。 一 跟目錄的build.gradle添加私有mevan倉庫 mave ......

    uj5u.com 2020-09-10 07:01:43 more
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  • 歡迎頁輪播影片

    如圖,引導開始,球從上落下,同時淡入文字,然后文字開始輪播,最后一頁時停止,點擊進入首頁。 在來看看效果圖。 重力球先不講,主要歡迎輪播簡單實作 首先新建一個類 TextTranslationXGuideView,用于影片展示 文本是類似的,最后會有個圖片箭頭影片,布局很簡單,就是一個 TextVi ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:40:31 more
  • 【FAQ】關于華為推送服務因營銷訊息頻次管控導致服務通訊類訊息

    一. 問題描述 使用華為推送服務下發IM訊息時,下發訊息請求成功且code碼為80000000,但是手機總是收不到訊息; 在華為推送自助分析(Beta)平臺查看發現,訊息發送觸發了頻控。 二. 問題原因及背景 2023年1月05日起,華為推送服務對咨詢營銷類訊息做了單個設備每日推送數量上限管理,具體 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:40:11 more
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    uj5u.com 2023-04-20 08:39:13 more
  • iOS從UI記憶體地址到讀取成員變數(oc/swift)

    開發除錯時,我們發現bug時常首先是從UI顯示發現例外,下一步才會去定位UI相關連的資料的。XCode有給我們提供一系列debug工具,但是很多人可能還沒有形成一套穩定的除錯流程,因此本文嘗試解決這個問題,順便提出一個暴論:UI顯示例外問題只需要兩個步驟就能完成定位作業的80%: 定位例外 UI 組 ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:16:23 more
  • FIDE重磅更新!性能飛躍!體驗有禮!

    FIDE 開發者工具重構升級啦!實作500%性能提升,誠邀體驗! 一直以來不少開發者朋友在社區反饋,在使用 FIDE 工具的程序中,時常會遇到諸如加載不及時、代碼預覽/渲染性能不如意的情況,十分影響開發體驗。 作為技術團隊,我們深知一件趁手的開發工具對開發者的重要性,因此,在2023年開年,FinC ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:16:15 more
  • 游戲內嵌社區服務開放,助力開發者提升玩家互動與留存

    華為 HMS Core 游戲內嵌社區服務提供快速訪問華為游戲中心論壇能力,支持玩家直接在游戲內瀏覽帖子和交流互動,助力開發者擴展內容生產和觸達的場景。 一、為什么要游戲內嵌社區? 二、游戲內嵌社區的典型使用場景 1、游戲內打開論壇 您可以在游戲內繪制論壇入口,為玩家提供沉浸式發帖、瀏覽、點贊、回帖、 ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:15:46 more
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    uj5u.com 2023-04-19 09:08:34 more