本文對(duì)比了 Java 的搜索和排序算法，重點(diǎn)介紹了它們獨(dú)特的函數(shù)、方法和時(shí)間復(fù)雜度。 它提供了實(shí)際的示例和實(shí)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(shí)世界問題的能力。

在 Java 中，牢牢掌握搜索和排序算法及其關(guān)鍵差異對(duì)于應(yīng)用程序功能和有效的數(shù)據(jù)管理至關(guān)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?cè)谀康?、方法和?yīng)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(biāo)、輸出、效率和時(shí)間復(fù)雜度。 對(duì)比分析請(qǐng)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(jié)果、應(yīng)用程序需求（數(shù)據(jù)集大小、預(yù)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(shí)間復(fù)雜度：

表 2 運(yùn)行時(shí)復(fù)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(jìn)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(duì)它們進(jìn)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(yù)先排序的數(shù)組，反復(fù)將搜索間隔減半，直到找到目標(biāo)元素或認(rèn)為目標(biāo)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(duì) ArrayList 個(gè) Book 個(gè)對(duì)象進(jìn)行排序，然后在排序列表上進(jìn)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?yàn)樗鼈冊(cè)谠驾斎胫?。為了簡潔起見，我省略了它們，因?yàn)樗鼈兒荛L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(fù)雜性使其對(duì)于大型數(shù)據(jù)集非常高效，而二分搜索的目標(biāo)方法非常適合機(jī)器學(xué)習(xí)等應(yīng)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(zhǔn)備數(shù)據(jù)，這使得兩者對(duì)于跨不同領(lǐng)域的多樣化問題解決都是不可或缺的。

參考文獻(xiàn)：

極客們的極客們。 （2020a，11 月 18 日）。 合并排序。極客們的極客們。 http://www.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://www.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(yīng)用的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！