Алгоритмы сортировки в теории и на практике

Сортировка массива по ключу

Сортировка массива на основе его ключей как всегда полезна, когда вы имеете дело с ассоциативными массивами. Например, у вас может быть массив с информацией общего количества аэропортов в разных странах.  Предполагая, что названия разных стран являются ключами, а количество аэропортов — значениями, вы можете отсортировать названия стран по алфавиту. Это очень легко сделать с помощью функций и .  Функция сортирует ключи от низкого к высокому, а сортирует ключи от высокого к низкому. 


Вот основной пример сортировки:

Вместо собственной пользовательской функции для сортировки ключей массива вы можете использовать стандартную PHP функцию . На ряду , функция обратного вызова в также требует возврата  целого числа меньше 0, если первый ключ считается меньше второго, и целого числа больше 0, если первый ключ больше второго.  Эта функция также поддерживает ассоциации ключевых значений для элементов массива.

В приведенном выше примере, чтобы отсортировать названия стран по длине их названия, а затем по алфавиту, мы использовали пользовательскую функцию сортировки из предыдущего раздела.

Sorting into a manual, static order

If you want to sort elements into a «manual order» like «foo», «bar», «baz»:

For all the above, if you’re using PHP 5.3 or higher (and you really should), use anonymous functions for shorter code and to avoid having another global function floating around:

That’s how simple sorting a complex multi-dimensional array can be. Again, just think in terms of teaching PHP how to tell which of two items is «greater»; let PHP do the actual sorting.

Also for all of the above, to switch between ascending and descending order simply swap the and arguments around. E.g.:

Sorting one array based on another

And then there’s the peculiar , which lets you sort one array based on another:

The expected result here would be:

Use to get there:

As of PHP 5.5.0 you can use to extract a column from a multi dimensional array and sort the array on that column:

You can also sort on more than one column each in either direction:

As of PHP 7.0.0 you can also extract properties from an array of objects.

Using the spaceship operator to implement multiple sort conditions

This makes great strides in reducing code bloat and improving readability.

When writing your custom sort (//) function to process a multiple conditions, you only need to write balanced arrays on either side of the operator and return the outcome. No more nested condition blocks or multiple returns.

The elements from both sides of the operator will be traversed left to right, one at a time, and returning the evaluation as soon as a non-tie is encountered or when the elements have all been compared.

Sample data for my demonstrations:

Demonstrations (to avoid Stackoverflow page bloat, please see the demo link for the outputs):


  • Sorting logic:

    1. boolean DESC (false = 0, true = 1, so trues before falses)
    2. float ASC

  • Sorting logic:

    1. mixed ASC
    2. object ASC
    3. boolean ASC

  • Sorting logic:

    1. property count of object ASC
    2. iterability of mixed DESC
    3. natString length ASC
    4. natString ASC

This syntax allows you to sort values, functional outcomes, deep-nested data, and sorting direction in a elegant fashion. This is definitely worth putting in your php toolbelt …for cases when you are processing non-database data — because of course SQL would be a much more sensible technique.

Сортировка многомерных массивов в PHP

В реальных проектах чаще всего имеют дело с многомерной информацией. Например, учебные заведения будут хранить оценки по разным предметам всех учащихся в одной таблице вместо создания новых таблиц для каждого предмета. Если вам понадобилось бы хранить похожую информацию в PHP, вы тоже предпочли использовать данный подход,а именно  многомерный массив вместо отдельного массива для каждого предмета.

В этом уроке мы научимся сортировать многомерный массив, используя в качестве примера список самых высоких зданий в мире. Наш массив будет содержать информацию о здании: название, месторасположение (город, страна), количество этажей, общая высота в метрах, год постройки.

Если вы хотите отсортировать значения в многомерном массиве на основе определенного поля, вы можете просто использовать функцию . Приведенный ниже пример поможет вам лучше понять эту технику.

В приведенном выше примере информация о каждом здании хранится в своем собственном массиве внутри основного массива . Функция просто вычитает количество этажей во втором здании, начиная с первого, чтобы определить, какое по нашим критериям здание меньше.  Не следует беспокоиться о возврате определенного отрицательного или положительного значения, потому что все отрицательные значения означают меньшее, а все положительные значения означают большее.

В конце мы просто перебираем основной массив и выводим информацию о каждом здании.

Урок J-11. Сортировка массива в Java.

6 апреля 2014 Мария (admin)

В прошлом уроке мы познакомились с одномерными массивами в Java. Одной из частых задач на работу с массивами является сортировка массива.  Сортировкой массива называется процесс упорядочивания  элементов массива по возрастанию или по убыванию. В этом уроке мы рассмотрим некоторые способы сортировки и алгоритмы.

Если тема для вас новая, и вы еще не знакомы с алгоритмами сортировки, то наверняка при решении задачи «Отсортировать массив по возрастанию» первое что придет в голову, это перебор, то есть: найти минимальный элемент и поменять его местами с начальным, потом, в оставшейся части массива (кроме первого элемента), найти снова минимальный элемент и поменять его со вторым элементом и т.д. Такой алгоритм называется Сортировка выбором. Рассмотрим его подробнее.

Сортировка выбором (Selection sort) в Java.

Реализация алгоритма Сортировка выбором на Java:

Еще одним достаточно простым и известным способом сортировки является Сортировка пузырьком.

Сортировка пузырьком (Bubble sort) в Java.

Алгоритм проходит массив от начала и до конца, сравнивая попарно соседние элементы, Если элементы стоят в неправильном порядке, то они меняются местами, таким образом, после первого прохода на конце массива оказывается максимальный элемент (для сортировки по возрастанию).  Затем проход массива повторяется, и на предпоследнем месте оказывается другой наибольший после максимального элемент и т.д. В итоге, наименьший элемент постепенно перемещается  к началу массива («всплывает» до нужной позиции как пузырёк в воде).


Реализация алгоритма Сортировка пузырьком на Java (по возрастанию):

Следующие 2 видео наглядно демонстрируют работу алгоритмов сортировки пузырьком и выбором.

Рассмотрим примеры того, как можно воспользоваться выше приведенными алгоритмами. Для начала создадим массив. Это можно сделать так:

Или мы можем создать массив случайных чисел

Затем воспользуемся вышеприведенными алгоритмами сортировки

или

Важно понимать, что сортировки выбором и пузырьком являются простыми, но неэффективными для больших массивов. Эти алгоритмы являются скорее учебными и практически не применяются в жизни

Вместо них используются более эффективные алгоритмы. Подробнее о разных алгоритмах можно прочитать, например, на википедии.

В наше время нет необходимости самостоятельно реализовывать алгоритмы для сортировки, поскольку все что нам нужно, уже имеется в стандартных библиотеках Java.

Сортировка массива при помощи метода sort() из класса Arrays.

Метод sort() из класса Arrays использует усовершенствованный алгоритм Быстрой сортировки (Quicksort), который эффективен в большинстве случаев. Для того чтобы отсортировать массив, необходимо написать всего одну строку.

Примечание: в начале файла предварительно нужно подключить библиотеку  java.util.

Сортировка массива целых чисел по убыванию:

Обратите внимание, что при сортировке массива в обратном порядке (по убыванию) нужно использовать тип Integer[] вместо примитивного типа int[]

Сортировка массива строк в Java:

В этом примере массив имен сортируется в порядке от А до Я. Для того чтобы отсортировать массив в обратном порядке, необходимо в методе sort() указать Collections.reverseOrder().

К сожалению, по умолчанию метод sort() сортирует только примитивные типы данных и строки. Как сортировать массив из собственно созданных объектов, будет рассмотрено в следующих уроках, поскольку это требует более углубленных знаний.

Упражнения на тему сортировка массивов в Java:

  1. Создайте массив из 20 случайных чисел (числа должны быть в диапазоне от 0 до 1000) и отсортируйте массив по убыванию при помощи сортировки пузырьком.
  2. Создайте массив содержащий марки автомобилей, отсортируйте его сначала по возрастанию, потом по убыванию.

Категория: Уроки Java

Сортировка пузырьком (Bubble sort) в Java.

Алгоритм проходит массив от начала и до конца, сравнивая попарно соседние элементы, Если элементы стоят в неправильном порядке, то они меняются местами, таким образом, после первого прохода на конце массива оказывается максимальный элемент (для сортировки по возрастанию).  Затем проход массива повторяется, и на предпоследнем месте оказывается другой наибольший после максимального элемент и т.д. В итоге, наименьший элемент постепенно перемещается  к началу массива («всплывает» до нужной позиции как пузырёк в воде).

Реализация алгоритма Сортировка пузырьком на Java (по возрастанию):

Следующие 2 видео наглядно демонстрируют работу алгоритмов сортировки пузырьком и выбором.


Рассмотрим примеры того, как можно воспользоваться выше приведенными алгоритмами. Для начала создадим массив. Это можно сделать так:

Или мы можем создать массив случайных чисел

Затем воспользуемся вышеприведенными алгоритмами сортировки

или

Важно понимать, что сортировки выбором и пузырьком являются простыми, но неэффективными для больших массивов. Эти алгоритмы являются скорее учебными и практически не применяются в жизни

Вместо них используются более эффективные алгоритмы. Подробнее о разных алгоритмах можно прочитать, например, на википедии.

В наше время нет необходимости самостоятельно реализовывать алгоритмы для сортировки, поскольку все что нам нужно, уже имеется в стандартных библиотеках Java.

Сортировка массива из случайных чисел методом пузырька

Массив называется отсортированным по возрастанию, если для любых его элементов выполняется условие a<a. Массив называется отсортированным по убыванию, если для любых его элементов выполняется условие a>a.

Существует множество методов сортировки. Одни из них являются более эффективными, другие проще для понимания. Достаточно простой для понимания является сортировка методом пузырька, который также называют методом простого обмена. В чем же он заключается, и почему у него такое странное название: «метод пузырька»?

Как известно воздух легче воды, поэтому пузырьки воздуха всплывают. Это просто аналогия. В сортировке методом пузырька по возрастанию более легкие (с меньшим значением) элементы постепенно «всплывают» в начало массива, а более тяжелые друг за другом опускаются на дно (в конец массива). Алгоритм и особенности сортировки:

  1. При первом проходе по массиву элементы попарно сравниваются между собой: первый со вторым, затем второй с третьим, следом третий с четвертым и т.д. Если предшествующий элемент оказывается больше последующего, то их меняют местами.
  2. Не трудно догадаться, что постепенно самое большое число оказывается последним. Остальная часть массива остается не отсортированной, хотя некоторое перемещение элементов с меньшим значением в начало массива наблюдается.
  3. При втором проходе незачем сравнивать последний элемент с предпоследним. Последний элемент уже стоит на своем месте. Значит, число сравнений будет на одно меньше.
  4. На третьем проходе уже не надо сравнивать предпоследний и третий элемент с конца. Поэтому число сравнений будет на два меньше, чем при первом проходе.
  5. В конце концов, при проходе по массиву, когда остаются только два элемента, которые надо сравнить, выполняется только одно сравнение.
  6. После этого первый элемент не с чем сравнивать, и, следовательно, последний проход по массиву не нужен. Другими словами, количество проходов по массиву равно n-1, где n – это количество элементов массива.
  7. Количество сравнений в каждом проходе равно n-j, где j – это номер прохода по массиву (первый, второй, третий и т.д.).
  8. При обмене элементов массива обычно используется «буферная» (третья) переменная, куда временно помещается значение одного из элементов.

Delphi/Pascal

const n = 10; { количество элементов в массиве } var a:array of integer; i,j,buf:integer; begin {Заполняем массив случайными целыми числами от 0 до 50 и выводим массив на экран} for i:=1 to n do begin a:=random(50); write(a:3); end; { сортировка массива по возрастанию } for j:=1 to n-1 do for i:= 1 to n-j do {проверяем все элементы до предпоследнего неотсортированного} if a>a then { ищем элементы, которые стоят неправильно } begin { меняем элементы местами } buf:=a; a:=a; a:=buf; end; writeln;

writeln(‘Массив после сортировки: ‘); for i:=1 to n do write(a,’ ‘); end.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

const

n=10;{количествоэлементоввмассиве}

var

aarray1..nofinteger;

i,j,bufinteger;

begin

{Заполняеммассивслучайнымицелымичисламиотдо50ивыводиммассивнаэкран}

fori:=1tondo

begin

ai=random(50);

write(ai3);

end;

{сортировкамассиваповозрастанию}

forj:=1ton-1do

fori=1ton-jdo{проверяемвсеэлементыдопредпоследнегонеотсортированного}

ifai>ai+1then{ищемэлементы,которыестоятнеправильно}

begin{меняемэлементыместами}

buf:=ai;

ai=ai+1;

ai+1=buf;

end;

writeln;

writeln(‘Массив после сортировки: ‘);

fori:=1tondowrite(ai,’ ‘);

end.

Количество просмотров: 2 724

| Категория: Pascal | Тэги: сортировка


С этим читают