用Java随机生成10000不含重复的整数,用快速排序对其从小到大排序并记录运行时间(分三种情况:有序,逆序,随机排序)

时间: 2023-08-31 10:26:56 浏览: 70
### 回答1: 好的,我可以回答这个问题。以下是我的回答: 使用Java可以使用Random类生成不含重复的整数,然后使用快速排序算法对其进行排序。对于有序、逆序和随机排序三种情况,快速排序的时间复杂度分别为O(n^2)、O(nlogn)和O(nlogn)。因此,随机排序的情况下,快速排序的运行时间最短。 具体实现可以参考以下代码: ```java import java.util.*; public class QuickSort { public static void main(String[] args) { int[] arr = generateRandomArray(10000); long startTime = System.currentTimeMillis(); quickSort(arr, , arr.length - 1); long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Random order: " + (endTime - startTime) + "ms"); arr = generateSortedArray(10000); startTime = System.currentTimeMillis(); quickSort(arr, , arr.length - 1); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Sorted order: " + (endTime - startTime) + "ms"); arr = generateReverseArray(10000); startTime = System.currentTimeMillis(); quickSort(arr, , arr.length - 1); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Reverse order: " + (endTime - startTime) + "ms"); } public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { if (left < right) { int pivotIndex = partition(arr, left, right); quickSort(arr, left, pivotIndex - 1); quickSort(arr, pivotIndex + 1, right); } } public static int partition(int[] arr, int left, int right) { int pivot = arr[right]; int i = left - 1; for (int j = left; j < right; j++) { if (arr[j] < pivot) { i++; swap(arr, i, j); } } swap(arr, i + 1, right); return i + 1; } public static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } public static int[] generateRandomArray(int n) { Set<Integer> set = new HashSet<>(); Random random = new Random(); while (set.size() < n) { set.add(random.nextInt(n)); } int[] arr = new int[n]; int i = ; for (int num : set) { arr[i++] = num; } return arr; } public static int[] generateSortedArray(int n) { int[] arr = new int[n]; for (int i = ; i < n; i++) { arr[i] = i; } return arr; } public static int[] generateReverseArray(int n) { int[] arr = new int[n]; for (int i = ; i < n; i++) { arr[i] = n - i - 1; } return arr; } } ``` ### 回答2: 首先,使用Java的Random类生成10000个不重复的整数。可以通过创建一个HashSet来存储生成的整数,因为HashSet不允许重复值。循环生成整数,将每个生成的整数添加到HashSet中,直到HashSet的大小达到10000为止。 接下来,使用Java的快速排序算法对生成的10000个整数进行排序。可以创建一个名为quickSort的函数,该函数采用数组以及数组的开始索引和结束索引,以对数组的一部分进行排序。在实现快速排序算法时,可以使用递归的方法,将数组不断地分为两部分,直到每个部分只包含一个元素为止。然后,通过比较和交换元素的位置,将数组的元素按照从小到大的顺序排列。 分别对于有序、逆序和随机排序的情况,可以进行如下操作: 1. 有序 生成有序的10000个整数,可以直接使用循环生成,从1开始递增直到10000。然后调用quickSort函数对生成的整数进行排序,并记录运行时间。 2. 逆序 生成逆序的10000个整数,可以使用循环生成,从10000开始递减直到1。然后调用quickSort函数对生成的整数进行排序,并记录运行时间。 3. 随机排序 生成随机顺序的10000个整数,可以使用Random类生成。通过循环生成10000个随机整数,并且每次生成的整数不能重复。然后调用quickSort函数对生成的整数进行排序,并记录运行时间。 最后,分别得到三种情况下快速排序的运行时间,并进行比较。 ### 回答3: 首先,我们需要使用Java的Random类来生成10000个不重复的整数。为了实现这一点,我们可以创建一个HashSet来存储已经生成的数,并确保在生成新的数之前检查HashSet中是否已经存在该数。当HashSet的大小达到10000之后,我们就可以停止生成新的数。 接下来,我们需要实现快速排序算法来对生成的整数数组进行排序。快速排序是一种常用的排序算法,它的平均时间复杂度为O(nlogn)。快速排序的基本思想是选择一个基准元素,通过一趟排序将待排序列分割成独立的两部分,其中一部分的所有元素都比基准元素小,另一部分都比基准元素大。然后继续对这两部分重复执行快速排序,直到整个序列有序。 对于有序和逆序情况,我们可以通过对生成的整数数组进行排序后再反转来实现。对于随机排序情况,我们可以直接对生成的整数数组进行排序。 最后,我们可以使用System.currentTimeMillis()方法来获取排序前和排序后的时间,然后计算它们之间的差值得到运行时间。 以下是实现代码的示例: ```java import java.util.*; public class Main { public static void main(String[] args) { // 生成10000个不重复的整数 HashSet<Integer> set = new HashSet<>(); Random random = new Random(); while (set.size() < 10000) { int num = random.nextInt(10000); set.add(num); } Integer[] nums = set.toArray(new Integer[0]); // 有序情况 Arrays.sort(nums); long startTime = System.currentTimeMillis(); quickSort(nums, 0, nums.length - 1); long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("有序情况下的运行时间:" + (endTime - startTime) + "毫秒"); // 逆序情况 Arrays.sort(nums, Collections.reverseOrder()); startTime = System.currentTimeMillis(); quickSort(nums, 0, nums.length - 1); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("逆序情况下的运行时间:" + (endTime - startTime) + "毫秒"); // 随机排序情况 shuffleArray(nums); startTime = System.currentTimeMillis(); quickSort(nums, 0, nums.length - 1); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("随机排序情况下的运行时间:" + (endTime - startTime) + "毫秒"); } // 快速排序算法 public static void quickSort(Integer[] arr, int low, int high) { if (low < high) { int pivotIndex = partition(arr, low, high); quickSort(arr, low, pivotIndex - 1); quickSort(arr, pivotIndex + 1, high); } } public static int partition(Integer[] arr, int low, int high) { int pivot = arr[low]; while (low < high) { while (low < high && arr[high] >= pivot) { high--; } arr[low] = arr[high]; while (low < high && arr[low] <= pivot) { low++; } arr[high] = arr[low]; } arr[low] = pivot; return low; } // 随机打乱数组 public static void shuffleArray(Integer[] arr) { Random random = new Random(); for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--) { int index = random.nextInt(i + 1); int temp = arr[index]; arr[index] = arr[i]; arr[i] = temp; } } } ``` 以上是用Java随机生成10000个不含重复整数,并使用快速排序算法对其进行排序的方法。对于三种情况(有序,逆序,随机排序),我们都计算了排序的运行时间。

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