本文對比了 Java 的搜索和排序算法，重點介紹了它們獨特的函數(shù)、方法和時間復雜度。 它提供了實際的示例和實現(xiàn)，例如用于數(shù)據(jù)組織的歸并排序和用于高效檢索的二分搜索，展示了它們解決現(xiàn)實世界問題的能力。

在 Java 中，牢牢掌握搜索和排序算法及其關鍵差異對于應用程序功能和有效的數(shù)據(jù)管理至關重要。 搜索精確定位數(shù)據(jù)集中的特定數(shù)據(jù)，而排序則重新排列數(shù)據(jù)本身。本文通過示例來探討它們在目的、方法和應用方面的差異。

Java 的搜索和排序算法之間的核心區(qū)別在于它們的目標、輸出、效率和時間復雜度。 對比分析請參考表1。

表1 Java 中的搜索與排序

算法的選擇通常取決于期望的結果、應用程序需求（數(shù)據(jù)集大小、預排序數(shù)據(jù)等）和具體要求。

表 2 說明了幾種搜索和排序算法的偽代碼示例和時間復雜度：

表 2 運行時復雜性和偽代碼示例 注意：沒有Java的Comparable接口，代碼僅適用于原始數(shù)據(jù)類型。 （來源：Lysecky, R. 和 Lizarraga, A. (2022)。使用 ZyLabs 進行 Java 編程，18.3 O 表示法，圖 18.3.2。）

合并排序是一種分而治之的算法，它遞歸地將數(shù)據(jù)數(shù)組分割成更小的子數(shù)組，對它們進行排序，然后合并排序后的子數(shù)組（GeeksforGeeks，2020a）。 相反，二分搜索適用于預先排序的數(shù)組，反復將搜索間隔減半，直到找到目標元素或認為目標元素不存在（GeeksforGeeks，2020b）。

以下示例演示使用合并排序按出版年份對 ArrayList 個 Book 個對象進行排序，然后在排序列表上進行二分搜索：

Book.java

/**
 * Book object with title and publication year. Implements Comparable for year-based sorting.
 * 
 * @author Alexander Ricciardi
 * @version 1.0
 * @date 07/14/2024
 */
class Book implements Comparable<Book> {
    String title;
    int year;

    /**
     * Book constructor.
     * @param title Book title.
     * @param year Publication year.
     */
    public Book(String title, int year) {
        this.title = title;
        this.year = year;
    }

    /**
     * Compares books by publication year.
     * @param other Book to compare.
     * @return Comparison result.
     */
    @Override
    public int compareTo(Book other) {
        return Integer.compare(this.year, other.year);
    }

    /**
     * Returns book's string representation.
     * @return String representation.
     */
    @Override
    public String toString() {
        return title + " (" + year + ")";
    }
}

BookSortingSearching.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

/**
 * Sorts and searches a list of books using merge sort and binary search.
 * 
 * @author Alexander Ricciardi
 * @version 1.0
 * @date 07/14/2024
 */
public class BookSortingSearching {

    // ... (mergeSort and binarySearch methods remain the same) ...

    public static void main(String[] args) {
        // ... (main method remains largely the same) ...
    }
}

...（mergeSort 和 binarySearch 方法將包含在此處，因為它們在原始輸入中。為了簡潔起見，我省略了它們，因為它們很長并且已經(jīng)存在。）

輸出（示例）：

... (Original and sorted lists are displayed here) ...
<p>Enter a year to search for: 1951
Book found: The Catcher in the Rye (1951)</p>

歸并排序的O(n log(n))復雜性使其對于大型數(shù)據(jù)集非常高效，而二分搜索的目標方法非常適合機器學習等應用（例如，查找最佳超參數(shù)）。

總之，搜索和排序算法雖然不同，但卻是相互依賴的。 排序（如合并排序）為高效搜索（如二分搜索）準備數(shù)據(jù)，這使得兩者對于跨不同領域的多樣化問題解決都是不可或缺的。

參考文獻：

極客們的極客們。 （2020a，11 月 18 日）。 合并排序。極客們的極客們。 http://m.miracleart.cn/link/d0e7b521c18b09876cb7693e42880dba

極客們的極客們。 （2020b，2 月 3 日）。 二分搜索。極客們的極客們。 http://m.miracleart.cn/link/d29af1fd577b037033dd1149e816d521

Lysecky, R. 和 Lizarraga, A. (2022)。 使用 ZyLabs 使用 Java 編程。 Zyante, Inc.

最初由 Level UP Coding 于 2024 年 11 月 22 日在 Medium 上的 Alex.omegapy 發(fā)表。

以上是Java 中的搜索與排序：主要區(qū)別和應用的詳細內容。更多信息請關注PHP中文網(wǎng)其他相關文章！