Java算法入门：从简单排序到基础查找276

Java作为一门强大的面向对象编程语言，广泛应用于各种软件开发领域。而算法作为程序的灵魂，掌握基本的Java算法对于提高编程能力至关重要。本文将以循序渐进的方式，介绍几个简单的Java算法，并通过具体的代码示例帮助读者理解其原理和实现。

我们从最常见的排序算法开始。排序算法的目标是将一组数据按照一定的顺序排列，例如从小到大或从大到小。这里我们将介绍两种简单的排序算法：冒泡排序和选择排序。

1. 冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地走访要排序的列表，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。走访列表的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该列表已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到顶端。

以下是用Java实现冒泡排序的代码：```java
public class BubbleSort {
public static void bubbleSort(int[] arr) {
int n = ;
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
// 交换 arr[j] 和 arr[j+1]
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
("排序前:");
printArray(arr);
bubbleSort(arr);
("排序后:");
printArray(arr);
}
static void printArray(int[] arr) {
for (int j : arr)
(j + " ");
}
}
```

这段代码首先定义了一个bubbleSort方法，它接收一个整数数组作为输入，并使用嵌套循环进行排序。外循环控制遍历的轮数，内循环比较相邻元素并进行交换。main方法演示了如何使用bubbleSort方法对一个数组进行排序，并打印排序前后的结果。

2. 选择排序

选择排序也是一种简单的排序算法。它重复地找到未排序元素中的最小元素，将其放在已排序序列的末尾。

以下是Java实现选择排序的代码：```java
public class SelectionSort {
public static void selectionSort(int[] arr) {
int n = ;
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
int minIndex = i;
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (arr[j] < arr[minIndex]) {
minIndex = j;
}
}
// 交换arr[minIndex]和arr[i]
int temp = arr[minIndex];
arr[minIndex] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {64, 25, 12, 22, 11, 90};
("排序前:");
printArray(arr);
selectionSort(arr);
("排序后:");
printArray(arr);
}
static void printArray(int[] arr) {
for (int j : arr)
(j + " ");
}
}
```

这段代码与冒泡排序类似，但内循环寻找的是最小元素的下标，然后在循环结束后进行一次交换。与冒泡排序相比，选择排序的交换次数更少。

3. 线性查找

查找算法的目标是在数据集合中找到特定元素。线性查找是一种简单的查找算法，它依次检查每个元素直到找到目标元素或遍历完整个集合。

以下是用Java实现线性查找的代码：```java
public class LinearSearch {
public static int linearSearch(int[] arr, int key) {
for (int i = 0; i < ; i++) {
if (arr[i] == key) {
return i; // 返回元素的索引
}
}
return -1; // 元素不存在
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {2, 5, 8, 12, 16, 23, 38, 56, 72, 91};
int key = 23;
int index = linearSearch(arr, key);
if (index != -1) {
(key + " 在数组中的索引为: " + index);
} else {
(key + " 不存在于数组中");
}
}
}
```