排序算法复习（Java实现）(二）： 插入，冒泡，选择，Shell,快速排序

三，选择排序

选择排序相对于冒泡来说，它不是每次发现逆序都交换，而是在找到全局第i小的时候记下该元素位置，最后跟第i个元素交换，从而保证数组最终的有序。

相对与插入排序来说，选择排序每次选出的都是全局第i小的，不会调整前i个元素了。

package algorithms;

/**

* @author yovn

*

*/

public class SelectSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {

/* (non-Javadoc)

* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)

*/

@Override

public void sort(E[] array, int from, int len) {

for(int i=0;i<len;i++)

{

int smallest=i;

int j=i+from;

for(;j<from+len;j++)

{

if(array[j].compareTo(array[smallest])<0)

{

smallest=j;

}

}

swap(array,i,smallest);

}

}

}

四 Shell排序

Shell排序可以理解为插入排序的变种，它充分利用了插入排序的两个特点：

1）当数据规模小的时候非常高效

2）当给定数据已经有序时的时间代价为O(N)

所以，Shell排序每次把数据分成若个小块，来使用插入排序，而且之后在这若个小块排好序的情况下把它们合成大一点的小块，继续使用插入排序，不停的合并小块，知道最后成一个块，并使用插入排序。

这里每次分成若干小块是通过“增量” 来控制的，开始时增量交大，接近N/2,从而使得分割出来接近N/2个小块，逐渐的减小“增量“最终到减小到1。

一直较好的增量序列是2^k-1,2^(k-1)-1,.....7,3,1,这样可使Shell排序时间复杂度达到O(N^1.5)

所以我在实现Shell排序的时候采用该增量序列

package algorithms;

/**

* @author yovn

*/

public class ShellSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {

/* (non-Javadoc)

* Our delta value choose 2^k-1,2^(k-1)-1,



.7,3,1.

* complexity is O(n^1.5)

* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)

*/

@Override

public void sort(E[] array, int from, int len) {

//1.calculate the first delta value;

int value=1;

while((value+1)*2<len)

{

value=(value+1)*2-1;

}

for(int delta=value;delta>=1;delta=(delta+1)/2-1)

{

for(int i=0;i<delta;i++)

{

modify_insert_sort(array,from+i,len-i,delta);

}

}

}

private final void modify_insert_sort(E[] array, int from, int len,int delta) {

if(len<=1)return;

E tmp=null;

for(int i=from+delta;i<from+len;i+=delta)

{

tmp=array[i];

int j=i;

for(;j>from;j-=delta)

{

if(tmp.compareTo(array[j-delta])<0)

{

array[j]=array[j-delta];

}

else break;

}

array[j]=tmp;

}

}

}

五 快速排序

快速排序是目前使用可能最广泛的排序算法了。

一般分如下步骤：

1）选择一个枢纽元素（有很对选法，我的实现里采用去中间元素的简单方法）

2）使用该枢纽元素分割数组，使得比该元素小的元素在它的左边，比它大的在右边。并把枢纽元素放在合适的位置。

3）根据枢纽元素最后确定的位置，把数组分成三部分，左边的，右边的，枢纽元素自己，对左边的，右边的分别递归调用快速排序算法即可。

快速排序的核心在于分割算法，也可以说是最有技巧的部分。

package algorithms;

/**

* @author yovn

*

*/

public class QuickSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {

/* (non-Javadoc)

* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)

*/

@Override

public void sort(E[] array, int from, int len) {

q_sort(array,from,from+len-1);

}

private final void q_sort(E[] array, int from, int to) {

if(to-from<1)return;

int pivot=selectPivot(array,from,to);

pivot=partion(array,from,to,pivot);

q_sort(array,from,pivot-1);

q_sort(array,pivot+1,to);

}

private int partion(E[] array, int from, int to, int pivot) {

E tmp=array[pivot];

array[pivot]=array[to];//now to's position is available

while(from!=to)

{

while(from<to&&array[from].compareTo(tmp)<=0)from++;

if(from<to)

{

array[to]=array[from];//now from's position is available

to--;

}

while(from<to&&array[to].compareTo(tmp)>=0)to--;

if(from<to)

{

array[from]=array[to];//now to's position is available now

from++;

}

}

array[from]=tmp;

return from;

}

private int selectPivot(E[] array, int from, int to) {

return (from+to)/2;

}

}

还有归并排序，堆排序，桶式排序，基数排序，下次在归纳。