逛奔的蜗牛

我不聪明,但我会很努力

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======================================基本思路======================================

1. SortListener 用来监听排序时数组中的数据已经交换过等,当监听事件发生时,数组中的数据在SortPainter上更新绘制出来.

2. Sort 接口定义了排序的类需要实现的方法.

3. AbstractSort 实现了 Sort 接口,定义可共用的数据域和实现通用的方法.

4. 具体的排序算法 QuickSort, Bubble 等继承AbstractSort.

5. SortPainter 绘制排序后的数组,实现了 SortListener 接口.

6. SortPainter 被加入到 SortWindow 中在窗口里显示出来.


源码: Sort.zip


======================================SortListener.ava======================================

 

package sort;


public interface SortListener {

    void dataSorted();

}


======================================Sort.java======================================

package sort;


public interface Sort {

    String getSortName();


    void sort();


    int getMaxValue();


    int getIndexOne();


    int getIndexTwo();


    int[] getSortingData();


    boolean isStopped();

    

    boolean isExchanged();

    

    void setExchanged(boolean exchanged);

    

    void addSortListener(SortListener sortListener);

}


======================================AbstractSort.java======================================

package sort;


//循环里sleep一次,交换元素sleep三次,赋值sleep一次

public abstract class AbstractSort implements Sort {

    protected int[] numbers; // 原始数据: 为了能重现再次排序,所以保留原始数据

    protected int[] sortNumbers; // 正在排序的数组


    protected int indexOne;

    protected int indexTwo;


    protected int maxValue; // 数组中最大的值

    protected int delay = 500; // 时间间隔

    protected int exchangeDelay = delay * 4;

    protected boolean stopped = true;

    protected boolean exchanged = false;


    private SortListener sortListener;


    @Override

    public int getMaxValue() {

        return maxValue;

    }


    @Override

    public int getIndexOne() {

        return indexOne;

    }


    protected void setIndexOne(int index) {

        this.indexOne = index;

    }


    @Override

    public int getIndexTwo() {

        return indexTwo;

    }


    protected void setIndexTwo(int index) {

        this.indexTwo = index;

    }


    @Override

    public int[] getSortingData() {

        return sortNumbers;

    }


    @Override

    public boolean isStopped() {

        return stopped;

    }


    @Override

    public boolean isExchanged() {

        return exchanged;

    }


    @Override

    public void setExchanged(boolean exchanged) {

        this.exchanged = exchanged;

    }


    @Override

    public void addSortListener(SortListener sortListener) {

        this.sortListener = sortListener;

    }


    protected void init(int[] numbers, int delay) {

        this.delay = delay;

        this.exchangeDelay = delay * 3;

        this.numbers = new int[numbers.length];

        this.sortNumbers = new int[numbers.length];

        System.arraycopy(numbers, 0, this.numbers, 0, numbers.length);

        System.arraycopy(numbers, 0, this.sortNumbers, 0, numbers.length);


        this.maxValue = numbers[0];

        for (int i = 0; i < numbers.length; ++i) {

            if (numbers[i] > this.maxValue) {

                this.maxValue = numbers[i];

            }

        }

    }


    // 显示排序后的数据

    protected void showSortedData() {

        if (sortListener != null) {

            sortListener.dataSorted();

        }

    }


    protected void reset() {

        // 从新初始化数组

        System.arraycopy(numbers, 0, sortNumbers, 0, numbers.length);

        stopped = false;

    }


    @Override

    abstract public void sort();

}


======================================BubbleSort.java======================================

package sort;


public class BubbleSort extends AbstractSort implements Runnable {

    public BubbleSort(int[] numbers, int delay) {

        init(numbers, delay);

    }


    @Override

    public String getSortName() {

        return "冒泡排序";

    }


    // 冒泡法排序

    @Override

    public void sort() {

        if (!stopped) { return; }

        reset();

        new Thread(this).start();

    }


    @Override

    public void run() {

        try {

            for (int i = sortNumbers.length - 1; i > 0; --i) {

                setIndexOne(i);


                for (int j = 0; j < i; ++j) {

                    if (sortNumbers[j] > sortNumbers[j + 1]) {

                        int temp = sortNumbers[j];

                        sortNumbers[j] = sortNumbers[j + 1];

                        sortNumbers[j + 1] = temp;


                        setExchanged(true);

                        showSortedData();

                        Thread.sleep(exchangeDelay);

                    }


                    setIndexTwo(j);

                    showSortedData();

                    Thread.sleep(delay);

                }

            }


            stopped = true;

            showSortedData();

        } catch (Exception e) {

        }

    }

}


======================================DoubleBubbleSort.java======================================

package sort;


public class DoubleBubbleSort extends AbstractSort implements Runnable {

    public DoubleBubbleSort(int[] numbers, int delay) {

        init(numbers, delay);

    }


    @Override

    public String getSortName() {

        return "双向冒泡排序";

    }


    // 冒泡法排序

    @Override

    public void sort() {

        if (!stopped) { return; }

        reset();

        new Thread(this).start();

    }


    @Override

    public void run() {

        try {

            int left = 0;

            int right = sortNumbers.length - 1;


            // 如果算法第二行的某次内循环没有进行元素交换,则说明排序工作已经完成,可以退出外循环.

            while (left < right) {

                // 向下

                setIndexOne(right);

                for (int i = left; i < right - 1; ++i) {

                    if (sortNumbers[i] > sortNumbers[i + 1]) {

                        int temp = sortNumbers[i];

                        sortNumbers[i] = sortNumbers[i + 1];

                        sortNumbers[i + 1] = temp;


                        setExchanged(true);

                        showSortedData();

                        Thread.sleep(exchangeDelay);

                    }


                    setIndexTwo(i);

                    showSortedData();

                    Thread.sleep(delay);

                }


                // 向上

                setIndexTwo(left);

                boolean end = true;

                for (int i = right; i > left; --i) {

                    if (sortNumbers[i] < sortNumbers[i - 1]) {

                        int temp = sortNumbers[i];

                        sortNumbers[i] = sortNumbers[i - 1];

                        sortNumbers[i - 1] = temp;

                        end = false;


                        setExchanged(true);

                        showSortedData();

                        Thread.sleep(exchangeDelay);

                    }


                    setIndexOne(i);

                    showSortedData();

                    Thread.sleep(delay);

                }


                if (end) {

                    break;

                }


                ++left;

                --right;


                showSortedData();

                Thread.sleep(delay);

            }


            stopped = true;

            showSortedData();


        } catch (Exception e) {

        }

    }

}


======================================InsertSort.java======================================

package sort;


public class InsertSort extends AbstractSort implements Runnable {

    public InsertSort(int[] numbers, int delay) {

        init(numbers, delay);

    }


    @Override

    public String getSortName() {

        return "插入排序";

    }


    /*

     * @Override protected void reset() { Arrays.fill(sortNumbers, 0); stopped =

     * false; }

     */


    // 冒泡法排序

    @Override

    public void sort() {

        if (!stopped) { return; }

        reset();

        new Thread(this).start();

    }


    @Override

    public void run() {

        try {

            for (int i = 0; i < sortNumbers.length; ++i) {

                setIndexOne(i);

                int temp = sortNumbers[i];

                int j = i;

                for (; j > 0; --j) {

                    setIndexTwo(j);

                    showSortedData();


                    if (sortNumbers[j - 1] > temp) {

                        sortNumbers[j] = sortNumbers[j - 1];


                        setExchanged(true);

                        showSortedData();

                        Thread.sleep(delay);

                    } else {

                        break;

                    }


                    Thread.sleep(delay);

                }


                sortNumbers[j] = temp;

                showSortedData();

                Thread.sleep(delay);

            }


            stopped = true;

            showSortedData();

        } catch (Exception e) {

        }

    }

}


======================================QuickSort.java======================================

package sort;


public class QuickSort extends AbstractSort implements Runnable {

    public QuickSort(int[] numbers, int delay) {

        init(numbers, delay);

    }


    @Override

    public String getSortName() {

        return "快速排序";

    }


    // 快速排序

    @Override

    public void sort() {

        if (!stopped) { return; }

        reset();

        new Thread(this).start();

    }


    @Override

    public void run() {

        try {

            quickSort(0, sortNumbers.length - 1);

            stopped = true;

            showSortedData();

        } catch (Exception e) {

        }

    }


    public void quickSort(int low, int height) throws InterruptedException {

        if (low < height) {

            int pivotLoc = partition(low, height);

            quickSort(low, pivotLoc - 1);

            quickSort(pivotLoc + 1, height);

        }

    }


    public int partition(int low, int height) throws InterruptedException {

        // 设置边界

        setExchanged(true);

        setIndexOne(height);

        setIndexTwo(low);

        showSortedData();

        Thread.sleep(delay);


        int temp = sortNumbers[low];

        while (low < height) {

            while (low < height && sortNumbers[height] >= temp) {

                --height;

                showSortedData();

                Thread.sleep(delay);

            }

            sortNumbers[low] = sortNumbers[height];


            while (low < height && sortNumbers[low] <= temp) {

                ++low;

                showSortedData();

                Thread.sleep(delay);

            }

            sortNumbers[height] = sortNumbers[low];

            showSortedData();

            Thread.sleep(delay * 2);

        }

        sortNumbers[low] = temp;


        return low;

    }

}


======================================SelectSort.java======================================

package sort;


public class SelectSort extends AbstractSort implements Runnable {

    public SelectSort(int[] numbers, int delay) {

        init(numbers, delay);

    }


    @Override

    public String getSortName() {

        return "选择排序";

    }


    // 选择法排序

    @Override

    public void sort() {

        if (!stopped) { return; }

        reset();

        new Thread(this).start();

    }


    @Override

    public void run() {

        try {

            for (int i = sortNumbers.length - 1; i > 0; --i) {

                setIndexOne(i);

                int k = i;


                // 找到最小值

                for (int j = 0; j < i; ++j) {

                    if (sortNumbers[j] > sortNumbers[k]) {

                        k = j;

                        setExchanged(true);

                        showSortedData();

                        Thread.sleep(delay);

                    }


                    setIndexTwo(j);

                    showSortedData();

                    Thread.sleep(delay);

                }


                if (k != i) {

                    // 交换数据

                    int temp = sortNumbers[k];

                    sortNumbers[k] = sortNumbers[i];

                    sortNumbers[i] = temp;


                    setExchanged(true);

                    showSortedData();

                    Thread.sleep(exchangeDelay);

                }

            }


            stopped = true;

            showSortedData();

        } catch (Exception e) {

        }

    }

}


======================================GuiUtil.java======================================

package ui;


import java.awt.Component;

import java.awt.Dimension;

import java.awt.Toolkit;


public class GuiUtil {

    public static void center(Component frame) {

        Dimension screenSize = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();

        Dimension frameSize = frame.getSize();

        int x = (screenSize.width - frameSize.width) / 2;

        int y = (screenSize.height - frameSize.height) / 4;

        x = x >= 0 ? x : 0;

        y = y >= 0 ? y : 0;


        frame.setLocation(x, y);

    }

}


======================================SortPainter.java======================================

package ui;


import java.awt.BasicStroke;

import java.awt.Color;

import java.awt.Component;

import java.awt.Dimension;

import java.awt.Graphics;

import java.awt.Graphics2D;

import java.awt.RenderingHints;

import java.util.List;

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;


import javax.swing.JFrame;

import javax.swing.JPanel;

import javax.swing.SwingUtilities;


import sort.SortListener;

import sort.Sort;


@SuppressWarnings("serial")

public class SortPainter extends JPanel implements SortListener {

    private List<Sort> sorts;


    // 小球的颜色与下标

    private Color[] ballColors = { Color.PINK, Color.CYAN, Color.MAGENTA };

    private int ballColorIndex;


    private int paddingX = 20; // 水平方向的边距

    private int paddingY = 20; // 垂直方向的边距

    private int lineDisY = 5; // 两条线之间的垂直距离

    private int maxLineLength = 150; // 每条线最大的长度


    public SortPainter() {

        sorts = new CopyOnWriteArrayList<Sort>();

        setBackground(Color.BLACK);

    }


    public void addSort(final Sort sort) {

        sorts.add(sort);


        // 动态的改变窗口大小

        Component com = SwingUtilities.getRoot(this);

        if (com != null) {

            int width = getWidth();

            int height = sort.getSortingData().length * lineDisY + 2 * paddingY;

            int neededWidth = sorts.size() * (maxLineLength + paddingX) + paddingX;

            if (width < neededWidth) {

                setMinimumSize(new Dimension(neededWidth, height));

                setPreferredSize(new Dimension(neededWidth, height));

            }


            ((JFrame) com).pack();

            GuiUtil.center(com);

        }

    }


    public List<Sort> getSorters() {

        return sorts;

    }


    @Override

    public void dataSorted() {

        repaint();

    }


    private int unifyLineLength(int value, int maxValue) {

        double rate = ((double) (value)) / maxValue;

        return (int) (maxLineLength * rate);

    }


    @Override

    protected void paintComponent(Graphics g) {

        super.paintComponent(g);

        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;

        g2d.setStroke(new BasicStroke(2));

        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);


        int startX = paddingX;

        for (Sort s : sorts) {

            drawSortingData(g2d, s, startX, paddingY);

            startX += maxLineLength + paddingX;

        }

    }


    private void drawSortingData(Graphics2D g2d, Sort sorter, final int startX, final int startY) {

        int[] data = sorter.getSortingData();

        int indexOne = sorter.getIndexOne();

        int indexTwo = sorter.getIndexTwo();

        int length = 0;

        int maxValue = sorter.getMaxValue();


        // 绘制数组中的内容

        g2d.setColor(Color.WHITE);

        int y = startY;

        for (int i = 0; i < data.length; ++i) {

            length = unifyLineLength(data[i], sorter.getMaxValue());

            g2d.drawLine(startX, y, startX + length, y);

            y += lineDisY;

        }


        // 绘制排序时的两条分界线

        if (!sorter.isStopped()) {

            g2d.setColor(Color.GREEN);

            y = startY + indexTwo * lineDisY;

            length = unifyLineLength(data[indexTwo], maxValue);

            g2d.drawLine(startX, y, startX + length, y);


            g2d.setColor(Color.RED);

            y = startY + indexOne * lineDisY;

            length = unifyLineLength(data[indexOne], maxValue);

            g2d.drawLine(startX, y, startX + length, y);


            // 当交换数据时,使用小球闪烁显示

            if (sorter.isExchanged()) {

                ballColorIndex = (ballColorIndex + 1) % ballColors.length;

                g2d.setColor(ballColors[ballColorIndex]);

                g2d.fillOval(startX - 8, startY + indexOne * lineDisY - 4, 8, 8);

                g2d.fillOval(startX - 8, startY + indexTwo * lineDisY - 4, 8, 8);

                sorter.setExchanged(false);

            }

        }

    }

}


 

======================================SortWindow.java======================================

package ui;


import java.awt.BorderLayout;

import java.awt.event.ActionEvent;

import java.awt.event.ActionListener;

import java.util.Random;


import javax.swing.Box;

import javax.swing.JButton;

import javax.swing.JFrame;


import sort.BubbleSort;

import sort.DoubleBubbleSort;

import sort.InsertSort;

import sort.QuickSort;

import sort.SelectSort;

import sort.Sort;


@SuppressWarnings("serial")

public class SortWindow extends JFrame {

    private SortPainter sortPainter;

    private Box buttonsBox;


    public SortWindow() {

        initGui();

        initData();

    }


    private void initGui() {

        sortPainter = new SortPainter();

        getContentPane().add(sortPainter, BorderLayout.CENTER);


        JButton sortAllButton = new JButton("全部一起排序");

        buttonsBox = Box.createHorizontalBox();

        buttonsBox.add(sortAllButton);

        buttonsBox.add(Box.createHorizontalGlue());

        getContentPane().add(buttonsBox, BorderLayout.SOUTH);


        sortAllButton.addActionListener(new ActionListener() {

            @Override

            public void actionPerformed(ActionEvent e) {

                for (Sort s : sortPainter.getSorters()) {

                    s.sort();

                }

            }

        });

    }


    public void addSort(final Sort sort) {

        sortPainter.addSort(sort);

        sort.addSortListener(sortPainter);


        JButton sortButton = new JButton(sort.getSortName());

        buttonsBox.add(sortButton);


        validate();

        sortButton.addActionListener(new ActionListener() {

            @Override

            public void actionPerformed(ActionEvent e) {

                sort.sort();

            }

        });

    }


    private void initData() {

        new Thread(new Runnable() {

            @Override

            public void run() {

                // 要排序的数组

                int maxValue = 1450;

                int[] numbers = new int[50];

                Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());

                for (int i = 0; i < numbers.length; ++i) {

                    numbers[i] = rand.nextInt(maxValue) + 1;

                }


                int delay = 10; // 暂停时间


                // 双向冒泡排序

                DoubleBubbleSort dbs = new DoubleBubbleSort(numbers, delay);

                addSort(dbs);


                // 冒泡排序

                BubbleSort bs = new BubbleSort(numbers, delay);

                addSort(bs);


                // 选择排序

                SelectSort ss = new SelectSort(numbers, delay);

                addSort(ss);


                // 插入排序

                InsertSort is = new InsertSort(numbers, delay);

                addSort(is);


                // 快速排序

                QuickSort qs = new QuickSort(numbers, delay);

                addSort(qs);

            }

        }).start();

    }


    private static void createGuiAndShow() {

        // 显示窗口

        JFrame frame = new SortWindow();

        frame.setSize(300, 450);

        GuiUtil.center(frame);

        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        frame.setVisible(true);

    }


    public static void main(String[] args) {

        createGuiAndShow();

    }

}

 

 

 

 

 

 

 

posted on 2010-12-30 06:50 逛奔的蜗牛 阅读(1154) 评论(2)  编辑 收藏 引用 所属分类: Java

评论

# re: Java:图形化比较排序 2010-12-31 01:01 闪电
太酷了,这是个很好的算法学习示例啊!  回复  更多评论
  

# re: Java:图形化比较排序 2013-11-23 22:36 微雨
特意来赞美下楼主,实在厉害。  回复  更多评论
  


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