点击上方“简说Python”，选择“置顶/星标公众号”

福利干货，第一时间送达！

排序可视化

SelectionSort

选择排序很简单，所有的排序算法在前面的博客都有讲解：

https://www.jianshu.com/p/7fbf8671c742

选择排序很简单，遍历所有元素，查看一下他们的之后最小的元素和当前元素交换即可。模板函数使用上面的swing模板。为了更清楚显示出排序的过程，可以用不同颜色代表排好序和未排好序的。

            int w = canvasWidth / data.N();
            AlgorithmHelper.setColor(graphics2D, AlgorithmHelper.LightBlue);
            for (int i = 0; i < data.N(); i++) {
                if (i < data.orderIndex) {
                    AlgorithmHelper.setColor(graphics2D, AlgorithmHelper.Red);
                } else {
                    AlgorithmHelper.setColor(graphics2D, AlgorithmHelper.Grey);
                }
                if (i == data.currentIndex) {
                    AlgorithmHelper.setColor(graphics2D, AlgorithmHelper.Indigo);
                }
                if (i == data.currentComperent) {
                    AlgorithmHelper.setColor(graphics2D, AlgorithmHelper.LightBlue);
                }
                AlgorithmHelper.fillRectangle(graphics2D, i * w, canvasHeight - data.get(i), w - 1, data.get(i));
            }

        }

Frame的画图函数主要构成部分，其余的都是模板，为了抽象性，所以把selection的数据集中起来形成一个新的类，包括了生成数据等等。

public class SelectionSortData {
    private int[] numbers;
    public int orderIndex = -1;
    public int currentIndex = -1;
    public int currentComperent = -1;

    public SelectionSortData(int N, int randomBound) {
        numbers = new int[N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            numbers[i] = (int) (Math.random() * randomBound) + 1;
            //System.out.println(numbers[i]);
        }
    }

    public void setData(int orderIndex, int currentComperent, int currentIndex){
        this.currentIndex = currentIndex;
        this.currentComperent = currentComperent;
        this.orderIndex = orderIndex;
    }

    public int N(){
        return numbers.length;
    }

    public int get(int index){
        if (index < 0 || index >= numbers.length){
            throw new IllegalArgumentException("index is illgel!");
        }
        return numbers[index];
    }

    public void swap(int i, int j){
        int t = numbers[i];
        numbers[i] = numbers[j];
        numbers[j] = t;
    }


}

在这个数据类里面有三个属性，分别是已经排好序的索引，当前最小值，当前正在比较的索引。在渲染过程中需要改变就是这几个颜色了。所以动态的效果主要来源就是通过改变着几个值即可。

    private void run() {
        data.setData(0,-1,-1);
        frame.render(data);
        AlgorithmHelper.pause(DELAY);

        for (int i = 0; i < data.N(); i++) {
            int midIndex = i;
            data.setData(i, -1, midIndex);
            frame.render(data);
            AlgorithmHelper.pause(DELAY);

            for (int j = i+1; j < data.N(); j++) {
                data.setData(i, j, midIndex);
                frame.render(data);
                AlgorithmHelper.pause(DELAY);

                if (data.get(j) < data.get(midIndex)){
                    midIndex = j;
                    data.setData(i, j, midIndex);
                    frame.render(data);
                    AlgorithmHelper.pause(DELAY);

                }
            }
            data.swap(i, midIndex);
            data.setData(i+1, -1, -1);
            frame.render(data);
            AlgorithmHelper.pause(DELAY);
        }
        data.setData(data.N(), -1,-1);
        frame.render(data);
        AlgorithmHelper.pause(DELAY);

    }

查看一下效果：

InsertionSort

插入排序也很简单，没有涉及到递归操作等等。每遍历一个元素，看看这个元素和之前比较过的位置是在那里，像打牌的时候插排一样。和之前的查找一样，已经排好序的位置就直接用红色表示，当前对比位置用蓝色表示。首先是画图paintComponent：

            int w = canvasWidth / data.N();
            for (int i = 0; i < data.N(); i++) {
                if (i < data.orderIndex){
                    AlgorithmHelper.setColor(graphics2D, AlgorithmHelper.Red );
                }else {
                    AlgorithmHelper.setColor(graphics2D, AlgorithmHelper.Grey);
                }
                if (i == data.currentIndex){
                    AlgorithmHelper.setColor(graphics2D, AlgorithmHelper.LightBlue);
                }
                AlgorithmHelper.fillRectangle(graphics2D, i * w, canvasHeight - data.get(i), w - 1, data.get(i));
            }
        }

和上面的选择排序差不多。

    private void run() {
        setData(-1, -1);
        for (int i = 0; i < data.N(); i++) {
            setData(i, i);
            for (int j = i; j > 0 && data.get(j) < data.get(j - 1); j--) {
                data.swap(j, j - 1);
                setData(i+1, j-1);
            }
            setData(i, -1);
        }
        setData(data.N(), -1);
    }

    private void setData(int orderIndex, int currentIndex){
        data.orderIndex = orderIndex;
        data.currentIndex = currentIndex;
        frame.render(data);
        AlgorithmHelper.pause(DELAY);
    }

都是常规操作。

MergeSort

归并排序本身的思路，面对一个数组想要让他排序，首先把数组分成两部分，用同样的算法把两边排序，最后归并两边。在划分的时候，划分到不能再划分为止。首先同样要有一个归并的数据类：

public class MergeData {
    private int[] numbers;
    public int l, r;
    public int mergeIndex;

    public MergeData(int N, int randomBound) {
        numbers = new int[N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            numbers[i] = (int) (Math.random() * randomBound) + 1;
            //System.out.println(numbers[i]);
        }
    }


    public int N(){
        return numbers.length;
    }

    public int get(int index){
        if (index < 0 || index >= numbers.length){
            throw new IllegalArgumentException("index is illgel!");
        }
        return numbers[index];
    }

    public void set(int index, int num){
        if (index < 0 || index >= numbers.length){
            throw new IllegalArgumentException("index is illgel!");
        }
        numbers[index] = num;
    }

    public void swap(int i, int j){
        int t = numbers[i];
        numbers[i] = numbers[j];
        numbers[j] = t;
    }

}

用l和r来表示正在归并的数组范围，mergeIndex表示已经进行归并了的集合。归并整个过程前面的博客有写，不再复述了。

    private void run() {
        setData(-1, -1, -1 );
        Merge(0, data.N()-1);
        setData(0, data.N()-1, -1);
    }

    private void Merge(int l, int r) {
        if (l >= r) {
            return;
        }
        setData(l, r, -1);
        int mid = (l + r) / 2;
        Merge(l, mid);
        Merge(mid + 1, r);
        merge(l, r, mid);
    }

    private void merge(int l, int r, int mid) {
        int[] array = new int[r - l + 1];
        for (int i = l; i <= r; i++) {
            array[i - l] = data.get(i);
        }
        int i = l, j = mid + 1;
        int index = l;
        while (i <= mid && j <= r) {
            if (array[i - l] < array[j - l]) {
                data.set(index, array[i - l]);
                i++;
                index++;
            } else {
                data.set(index, array[j - l]);
                j++;
                index++;
            }
            setData(l, r, index);
        }
        if (i <= mid) {
            for (int k = i; k <= mid; k++) {
                data.set(index, array[k - l]);
                index++;
                setData(l, r, index);
            }
        } else if (j <= r) {
            for (int k = j; k <= r; k++) {
                data.set(index, array[k - l]);
                index++;
                setData(l, r, index);
            }
        }
    }

效果：

QuickSort

快速排序，快速排序是在平均情况下比较快的算法了。每一次把第一个元素作为标定的位置，把这个位置放到合适的位置即可。首先还是需要一个快拍数据类：

public class QuickSortData {
    private int[] numbers;
    public int l, r;
    public int Index;

    public QuickSortData(int N, int randomBound) {
        numbers = new int[N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            numbers[i] = (int) (Math.random() * randomBound) + 1;
            //System.out.println(numbers[i]);
        }
    }


    public int N(){
        return numbers.length;
    }

    public int get(int index){
        if (index < 0 || index >= numbers.length){
            throw new IllegalArgumentException(index + "index is illgel!");
        }
        return numbers[index];
    }

    public void set(int index, int num){
        if (index < 0 || index >= numbers.length){
            throw new IllegalArgumentException("index is illgel!");
        }
        numbers[index] = num;
    }

    public void swap(int i, int j){
        int t = numbers[i];
        numbers[i] = numbers[j];
        numbers[j] = t;
    }

}

和前面的归并排序一样，l和r用不同的颜色。

    private void run() {
        setData(-1, -1, -1);
        QuickSort(0, data.N() - 1);
        setData(0, data.N() - 1, -1);
    }

    private void QuickSort(int l, int r) {
        if (l >= r) {
            return;
        }
        setData(l, r, -1);
        int mid = partition(l, r);
        QuickSort(l, mid - 1);
        QuickSort(mid + 1, r);
        frame.render(data);
        AlgorithmHelper.pause(DELAY);
    }

    private int partition(int l, int r) {
        int v = data.get(l);
        int i = l + 1;
        int j = r;
        setData(l, r, l);
        while (true) {
            while (i <= r && data.get(i) < v) {
                i++;
            }
            while (j >= l + 1 && data.get(j) > v) {
                j--;
            }
            if (i > j) {
                break;
            }
            data.swap(i, j);
            setData(l, r, l);
            i++;
            j--;
        }
        data.swap(j, l);
        setData(l, r, j);
        return j;
    }

和前面基本一致。

|今日打卡主题

第n天打卡，你熟悉的排序算法有哪些？留言写出来（希望大家走心打卡，让意见纠正传播）

| 推荐阅读  

2019，我们一起让知识『好看』