冒泡,快速,希尔,拓扑,归并 排序算法整合( 二 )


在第二趟排序中,我们把上次的 gap 缩小一半,即 gap2 = gap1 / 2 = 2 (取整数) 。这样每相隔距离为 2 的元素组成一组,可以分为 2 组 。按照直接插入排序的方法对每个组进行排序 。
在第三趟排序中,再次把 gap 缩小一半,即gap3 = gap2 / 2 = 1 。这样相隔距离为 1 的元素组成一组,即只有一组 。按照直接插入排序的方法对每个组进行排序 。此时,排序已经结束 。
需要注意一下的是,图中有两个相等数值的元素 5 和 5。我们可以清楚的看到,在排序过程中,两个元素位置交换了 。
所以,希尔排序是不稳定的算法 。
代码实现:
/** * 希尔排序 * @param list */ public static void shellSort(int[] a) { int gap = a.length / 2; while (1 <= gap) { // 把距离为 gap 的元素编为一个组,扫描所有组 for (int i = gap; i < a.length; i++) { int j = 0; int temp = a[i]; // 对距离为 gap 的元素组进行排序 for (j = i - gap; j >= 0 && temp < a[j]; j = j - gap) { a[j + gap] = a[j]; } a[j + gap] = temp; } System.out.format("gap = %d:t", gap); printAll(a); gap = gap / 2; // 减小增量 } } // 打印完整序列 public static void printAll(int[] a) { for (int value : a) { System.out.print(value + "t"); } System.out.println(); } 
运行参考冒泡、、、、、
拓扑排序介绍
拓扑排序(Topological Order)是指,将一个有向无环图(Directed Acyclic Graph简称DAG)进行排序进而得到一个有序的线性序列 。
这样说,可能理解起来比较抽象 。下面通过简单的例子进行说明!
例如,一个项目包括A、B、C、D四个子部分来完成,并且A依赖于B和D,C依赖于D 。现在要制定一个计划,写出A、B、C、D的执行顺序 。这时,就可以利用到拓扑排序,它就是用来确定事物发生的顺序的 。
在拓扑排序中,如果存在一条从顶点A到顶点B的路径,那么在排序结果中B出现在A的后面 。
拓扑排序的算法图解
拓扑排序算法的基本步骤:
1. 构造一个队列Q(queue) 和 拓扑排序的结果队列T(topological);
2. 把所有没有依赖顶点的节点放入Q;
3. 当Q还有顶点的时候,执行下面步骤:
3.1 从Q中取出一个顶点n(将n从Q中删掉),并放入T(将n加入到结果集中);
3.2 对n每一个邻接点m(n是起点,m是终点);
3.2.1 去掉边<n,m>;
3.2.2 如果m没有依赖顶点,则把m放入Q;
注:顶点A没有依赖顶点,是指不存在以A为终点的边 。

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文章插图
 
 
以上图为例,来对拓扑排序进行演示 。
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文章插图
 
 
第1步:将B和C加入到排序结果中 。
顶点B和顶点C都是没有依赖顶点,因此将C和C加入到结果集T中 。假设ABCDEFG按顺序存储,因此先访问B,再访问C 。访问B之后,去掉边<B,A>和<B,D>,并将A和D加入到队列Q中 。同样的,去掉边<C,F>和<C,G>,并将F和G加入到Q中 。
将B加入到排序结果中,然后去掉边<B,A>和<B,D>;此时,由于A和D没有依赖顶点,因此并将A和D加入到队列Q中 。
将C加入到排序结果中,然后去掉边<C,F>和<C,G>;此时,由于F有依赖顶点D,G有依赖顶点A,因此不对F和G进行处理 。
第2步:将A,D依次加入到排序结果中 。
第1步访问之后,A,D都是没有依赖顶点的,根据存储顺序,先访问A,然后访问D 。访问之后,删除顶点A和顶点D的出边 。
第3步:将E,F,G依次加入到排序结果中 。
因此访问顺序是:B -> C -> A -> D -> E -> F -> G
 
拓扑排序的代码说明
拓扑排序是对有向无向图的排序 。下面以邻接表实现的有向图来对拓扑排序进行说明 。
1. 基本定义
public class ListDG { // 邻接表中表对应的链表的顶点 private class ENode { int ivex;// 该边所指向的顶点的位置 ENode nextEdge;// 指向下一条弧的指针 } // 邻接表中表的顶点 private class VNode { char data;// 顶点信息 ENode firstEdge;// 指向第一条依附该顶点的弧 }; private VNode[] mVexs;// 顶点数组 ...} 
  1. ListDG是邻接表对应的结构体 。mVexs则是保存顶点信息的一维数组 。
  2. VNode是邻接表顶点对应的结构体 。data是顶点所包含的数据,而firstEdge是该顶点所包含链表的表头指针 。
  3. ENode是邻接表顶点所包含的链表的节点对应的结构体 。ivex是该节点所对应的顶点在vexs中的索引,而nextEdge是指向下一个节点的 。


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