En este ejercicio, crearás un programa en Java que implemente algoritmos avanzados de búsqueda y ordenación. El programa deberá ser capaz de realizar la búsqueda de un elemento en una lista utilizando **búsqueda binaria**, y ordenar una lista de números utilizando algoritmos como **quicksort** y **mergesort**. Comenzarás implementando cada uno de estos algoritmos, luego probarás su eficiencia comparando el tiempo de ejecución y la precisión en diferentes conjuntos de datos. Este ejercicio te ayudará a comprender cómo aplicar y optimizar algoritmos de búsqueda y ordenación en Java para mejorar el rendimiento de tus programas.
Este ejercicio te proporcionará una comprensión sólida de cómo implementar y optimizar algoritmos avanzados de búsqueda y ordenación en Java, mejorando el rendimiento de tus programas mediante técnicas eficientes de manipulación de datos.
import java.util.Arrays;
public class AlgoritmosBusquedaOrdenacion {
// Implementación de Búsqueda Binaria
public static int busquedaBinaria(int[] arr, int x) {
int izquierda = 0, derecha = arr.length - 1;
while (izquierda <= derecha) {
int medio = izquierda + (derecha - izquierda) / 2;
if (arr[medio] == x)
return medio;
if (arr[medio] < x)
izquierda = medio + 1;
else
derecha = medio - 1;
}
return -1; // Elemento no encontrado
}
// Implementación de Quicksort
public static void quicksort(int[] arr, int bajo, int alto) {
if (bajo < alto) {
int pivote = particionar(arr, bajo, alto);
quicksort(arr, bajo, pivote - 1);
quicksort(arr, pivote + 1, alto);
}
}
// Función auxiliar de partición para quicksort
private static int particionar(int[] arr, int bajo, int alto) {
int pivote = arr[alto];
int i = (bajo - 1);
for (int j = bajo; j < alto; j++) {
if (arr[j] <= pivote) {
i++;
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
int temp = arr[i + 1];
arr[i + 1] = arr[alto];
arr[alto] = temp;
return i + 1;
}
// Implementación de Mergesort
public static void mergesort(int[] arr) {
if (arr.length < 2) return;
int mid = arr.length / 2;
int[] left = Arrays.copyOfRange(arr, 0, mid);
int[] right = Arrays.copyOfRange(arr, mid, arr.length);
mergesort(left);
mergesort(right);
merge(arr, left, right);
}
// Función auxiliar para merge en mergesort
private static void merge(int[] arr, int[] left, int[] right) {
int i = 0, j = 0, k = 0;
while (i < left.length && j < right.length) {
if (left[i] <= right[j]) {
arr[k++] = left[i++];
} else {
arr[k++] = right[j++];
}
}
while (i < left.length) arr[k++] = left[i++];
while (j < right.length) arr[k++] = right[j++];
}
public static void main(String[] args) {
// Lista de números
int[] arr = {12, 4, 7, 9, 2, 5, 1, 8, 3, 6};
// Búsqueda Binaria (solo después de ordenar)
quicksort(arr, 0, arr.length - 1);
System.out.println("Lista ordenada: " + Arrays.toString(arr));
int x = 5;
int resultado = busquedaBinaria(arr, x);
if (resultado == -1) {
System.out.println("El número " + x + " no se encontró en la lista.");
} else {
System.out.println("El número " + x + " se encuentra en el índice " + resultado);
}
// Mergesort
int[] arr2 = {12, 4, 7, 9, 2, 5, 1, 8, 3, 6};
mergesort(arr2);
System.out.println("Lista ordenada con Mergesort: " + Arrays.toString(arr2));
}
}
Salida:
Lista ordenada: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12]
El número 5 se encuentra en el índice 4
Lista ordenada con Mergesort: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12]
Este programa implementa tres algoritmos clave: **búsqueda binaria**, **quicksort** y **mergesort**. El **quicksort** y el **mergesort** son algoritmos avanzados de ordenación, mientras que la **búsqueda binaria** permite encontrar un elemento en una lista ordenada de manera eficiente. La salida muestra la lista ordenada y la ubicación de un elemento buscado en ella.