Java实现预排序
2024-10-09 04:43:43
1 问题描述
在计算机科学中，预排序是一种很古老的思想。实际上，对于排序算法的兴趣很大程度上是因为这样一个事实：如果列表是有序的，许多关于列表的问题更容易求解。显然，对于包含了排序操作，这种算法的时间效率依赖于所选用的排序算法的效率。
对于预排序的具体思想应用请参考下文。
2 解决方案
2.1 检验数组中元素的唯一性
此问题，首先使用合并排序对数组中元素进行一次从小到大的排序，然后，依次检查数组中的元素，看是否有重复元素，如果有这说明该元素不具有唯一性，否则说明该数组中的所有元素具有元素的唯一性。
package com.liuzhen.chapter6;
public class PresortElementUniqueness {
//归并排序
public void mergeSort(int[] A){
if(A.length > 1){
int[] leftA = getHalfArray(A,0); //数组A的左半部分
int[] rightA = getHalfArray(A,1); //数组A的右半部分
mergeSort(leftA);
mergeSort(rightA);
getMerge(A,leftA,rightA);
}
}
/*
* 参数A：要进行折半的数组
* 参数judge:judge == 0表示返回数组A左上半部分，judge != 0表示返回数组A的右半部分
* 函数功能：把数组按照长度均分为上半部分和下半部分
*/
public int[] getHalfArray(int[] A,int judge){
int[] result;
if(judge == 0){
result = new int[A.length/2];
for(int i = 0;i < A.length/2;i++)
result[i] = A[i];
}
else{
result = new int[A.length - A.length/2];
for(int i = 0;i < A.length - A.length/2;i++)
result[i] = A[i+A.length/2];
}
return result;
}
/*
*参数A：给定待排序数组
*参数leftA:数组A的左半部分
*参数rightA:数组的右半部分
*函数功能：返回数组A的从小到大排序
*/
public void getMerge(int[] A,int[] leftA,int[] rightA){
int i = 0; //用于计算当前遍历leftA的元素个数
int j = 0; //用于计算当前遍历rightA的元素个数
int count = 0; //用于计算当前得到按从小到大排序的A的元素个数
while(i < leftA.length && j < rightA.length){
if(leftA[i] < rightA[j]){
A[count++] = leftA[i];
i++;
}
else{
A[count++] = rightA[j];
j++;
}
}
if(i < leftA.length){
while(i < leftA.length)
A[count++] = leftA[i++];
}
if(j < rightA.length){
while(j < rightA.length)
A[count++] = rightA[j++];
}
}
//判断数组A（PS:数组A已是有序数组）中元素是否具有唯一性
public boolean judgeOnlyElement(int[] A){
for(int i = 0;i < A.length-1;i++){
if(A[i] == A[i+1])
return false;
}
return true;
}
public static void main(String[] args){
PresortElementUniqueness test = new PresortElementUniqueness();
int[] A = {3,2,1,8,7,4,3,6,1,7,3,3,7,7,7,7};
test.mergeSort(A);
System.out.println("使用归并排序后数组A的结果：");
for(int i = 0;i < A.length;i++)
System.out.print(A[i]+" ");
if(test.judgeOnlyElement(A))
System.out.println("\n数组A中的元素具有唯一性");
else
System.out.println("\n数组A中的元素不具有唯一性");
int[] B = {9,8,7,6,5,4,3,2,1};
test.mergeSort(B);
System.out.println("使用归并排序后数组B的结果：");
for(int i = 0;i < B.length;i++)
System.out.print(B[i]+" ");
if(test.judgeOnlyElement(B))
System.out.println("\n数组B中的元素具有唯一性");
else
System.out.println("\n数组B中的元素不具有唯一性");
}
}
运行结果：
使用归并排序后数组A的结果：
1 2 3 3 3 3 4 6 7 7 7 7 7 7 8
数组A中的元素不具有唯一性
使用归并排序后数组B的结果：
2 3 4 5 6 7 8 9
数组B中的元素具有唯一性
2.2 模式计算
在给定的数组列表中最经常出现的一个数值称为模式。例如，对于5,1,5,7,6,5,7来说，模式是5（如果若干个不同的值都是最经常出现的，它们中的任何一个都可以看作模式。）
此处，首先对给定数组中元素使用合并排序进行从小到大排序，然后，依次遍历其中的元素，计算其中重复元素的最大个数，返回该元素的值，即为所求的模式。
package com.liuzhen.chapter6;
public class PresortElementUniqueness {
//归并排序
public void mergeSort(int[] A){
if(A.length > 1){
int[] leftA = getHalfArray(A,0); //数组A的左半部分
int[] rightA = getHalfArray(A,1); //数组A的右半部分
mergeSort(leftA);
mergeSort(rightA);
getMerge(A,leftA,rightA);
}
}
/*
* 参数A：要进行折半的数组
* 参数judge:judge == 0表示返回数组A左上半部分，judge != 0表示返回数组A的右半部分
* 函数功能：把数组按照长度均分为上半部分和下半部分
*/
public int[] getHalfArray(int[] A,int judge){
int[] result;
if(judge == 0){
result = new int[A.length/2];
for(int i = 0;i < A.length/2;i++)
result[i] = A[i];
}
else{
result = new int[A.length - A.length/2];
for(int i = 0;i < A.length - A.length/2;i++)
result[i] = A[i+A.length/2];
}
return result;
}
/*
*参数A：给定待排序数组
*参数leftA:数组A的左半部分
*参数rightA:数组的右半部分
*函数功能：返回数组A的从小到大排序
*/
public void getMerge(int[] A,int[] leftA,int[] rightA){
int i = 0; //用于计算当前遍历leftA的元素个数
int j = 0; //用于计算当前遍历rightA的元素个数
int count = 0; //用于计算当前得到按从小到大排序的A的元素个数
while(i < leftA.length && j < rightA.length){
if(leftA[i] < rightA[j]){
A[count++] = leftA[i];
i++;
}
else{
A[count++] = rightA[j];
j++;
}
}
if(i < leftA.length){
while(i < leftA.length)
A[count++] = leftA[i++];
}
if(j < rightA.length){
while(j < rightA.length)
A[count++] = rightA[j++];
}
}
//返回数组A（PS：数组A是有序数组）中模式
public int presortMode(int[] A){
int i = 0;
int modeFrequency = 0;
int modeValue = 0;
while(i < A.length){
int temp = i;
int count = 0;
while(temp < A.length && A[temp] == A[i]){
count++;
temp++;
}
if(count > modeFrequency){
modeFrequency = count;
modeValue = A[i];
}
i = i+count;
}
return modeValue;
}
public static void main(String[] args){
PresortElementUniqueness test = new PresortElementUniqueness();
int[] A = {3,2,1,8,7,4,3,6,1,7,3,3,7,7,7,7};
test.mergeSort(A);
System.out.println("使用归并排序后数组A的结果：");
for(int i = 0;i < A.length;i++)
System.out.print(A[i]+" ");
System.out.println("\n数组A中模式为："+test.presortMode(A));
int[] B = {9,8,7,6,5,4,3,2,1};
test.mergeSort(B);
System.out.println("使用归并排序后数组B的结果：");
for(int i = 0;i < B.length;i++)
System.out.print(B[i]+" ");
System.out.println("\n数组B中模式为："+test.presortMode(B));
}
}
运算结果：
使用归并排序后数组A的结果：
1 2 3 3 3 3 4 6 7 7 7 7 7 7 8
数组A中模式为：7
使用归并排序后数组B的结果：
2 3 4 5 6 7 8 9
数组B中模式为：1
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