Java的8大排序算法

8钟排序之间的关系

                     


    

1.直接插入排序

      (1) 基本思想：在要排序的一组数据中，假设前面(n-1)(这里n>=2)个数已经是拍好顺序的，现在

          要把第n个数插到前面的有序数中，似的这n个数也是拍好顺序的，如此反复循环，知道全部

          拍好序

      (2) 实例

             


       (3) java代码:

package com.wz.sort;

public class InsertSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
int[] arrsort = sort(arr);
for(int i =0 ; i < arrsort.length;i++) {
System.out.print(arrsort[i] + " ");
}
}

public static int[] sort(int[] arr) {
int temp = 0;
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
int j = i - 1;
temp = arr[i];
for(;j >= 0 && temp < arr[j];j--) {
arr[j + 1] =arr[j];
}
arr[j + 1] = temp;
}
return arr;
}
}

2.希尔排序

     (1) 基本思想:算法先将要排序的一组数据按某个增量d分为若干组，每组中记录的下标相差d。

           对每组中全部元素进行直接插入排序，然后在用一个较小的增量(d/2)对它分组，在每组

           中在进行直接插入排序，放增量减到1时，进行直接插入排序后，排序完成

      (2)  实例

           


     (3)java代码

package com.wz.sort;

public class Sort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
int[] arrsort = shellSort(arr);
for(int i =0 ; i < arrsort.length;i++) {
System.out.print(arrsort[i] + " ");
}
}
public static int[] shellSort(int[] arr) {
int d = arr.length;
int temp = 0;
while(true) {
d = (int) Math.ceil(d / 2);
for(int x = 0;x < d; x++) {
for(int i = x + d; i < arr.length;i += d) {
int j = i - d;
temp = arr[i];
for( ; j >= 0 && temp < arr[j];j -= d) {
arr[j + d] = arr[j];
}
arr[j + d] = temp;
}
}
if(d == 1) {
break;
}
}
return arr;
}
}

3.简单选择排序

     (1) 基本思想:在要排序的一组数中，选出最小的一个数与第一个位置的数交换，然后咋剩下的数当中

          在找最小的与第二个位置的数交换，如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止

     (2) 实例:

           


       (3) java代码

 

package com.wz.sort;

public class Sort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
int[] arrsort = selectSort(arr);
for(int i =0 ; i < arrsort.length;i++) {
System.out.print(arrsort[i] + " ");
}
}

public static int[] selectSort(int[] arr) {
int position = 0;
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
int j = i + 1;
position = i;
int temp = arr[i];
for(; j < arr.length;j++) {
if(arr[j] < temp) {
temp = arr[j];
position = j;
}
}
arr[position] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
return arr;
}
}

4.冒泡排序

     (1) 基本思想: 在要排序的一组数中，对当前还未排好的范围内的全部数，自上而下对相邻的两个数依次

          进行比较和调整，让较大的数往下沉，较小的网上冒，即：每当两个相邻的数比较后发现它们的排序

          与排序要求相反时，就将它们互换

     (2) 实例

          


     (3)java代码

package com.wz.sort;

public class Sort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
int[] arrsort = bubbleSort(arr);
for(int i =0 ; i < arrsort.length;i++) {
System.out.print(arrsort[i] + " ");
}
}

public static int[] bubbleSort(int[] arr) {
int temp = 0;
for(int i = 0; i < arr.length;i++) {
for(int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
if(arr[j] > arr[j + 1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
return arr;
}
}
5.快速排序

     (1) 基本思想: 选择一个基准元素，通常选择第一个元素或者最后一个元素，通过一趟扫描，将

          待排序分成两部分，一部分比基准元素小，一部分大于等于基准元素，此时基准元素在其排

          好序后的正确位置，然后再用同样额方法递归地排序划分的两部分

     (2) 实例

          


     (3) java代码

class quickSort {
int a[] = { 5, 4, 62, 99, 98, 54, 56, 17, 18, 23, 34, 15, 35, 25, 53, 51 };

public quickSort() {
quick(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.println(a[i]);
}
}

public int getMiddle(int[] list, int low, int high) {
int tmp = list[low]; // 数组的第一个作为中轴
while (low < high) {
while (low < high && list[high] >= tmp) {
high--;
}
list[low] = list[high]; // 比中轴小的记录移到低端
while (low < high && list[low] <= tmp) {
low++;
}
list[high] = list[low]; // 比中轴大的记录移到高端
}
list[low] = tmp; // 中轴记录到尾
return low; // 返回中轴的位置
}

public void _quickSort(int[] list, int low, int high) {
if (low < high) {
int middle = getMiddle(list, low, high); // 将list数组进行一分为二
_quickSort(list, low, middle - 1); // 对低字表进行递归排序
_quickSort(list, middle + 1, high); // 对高字表进行递归排序
}
}

public void quick(int[] a2) {
if (a2.length > 0) { // 查看数组是否为空
_quickSort(a2, 0, a2.length - 1);
}
}
}6.归并排序
       (1) 基本思想 : 归并排序是将两个(或者两个以上)有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列

            分为若干个子序列，每个子序列是有序的，然后在把有序子序列合并成整体有序序列

       (2) 实例

            


       (3)java代码

package com.wz.sort;

import java.util.Arrays;

public class MergingSort {
int a[] = { 5, 4, 62, 99, 98, 54, 56, 17, 18, 23, 34, 15, 35, 25, 53, 51 };

public MergingSort() {
sort(a, 0, a.length - 1);
for (int i = 0; i < a.length; i++)
System.out.println(a[i]);
}

public void sort(int[] data, int left, int right) {
// TODO Auto-generatedmethod stub
if (left < right) {
// 找出中间索引
int center = (left + right) / 2;
// 对左边数组进行递归
sort(data, left, center);
// 对右边数组进行递归
sort(data, center + 1, right);
// 合并
merge(data, left, center, right);
}
}

public void merge(int[] data, int left, int center, int right) {
// TODO Auto-generatedmethod stub
int[] tmpArr = new int[data.length];
int mid = center + 1;
// third记录中间数组的索引
int third = left;
int tmp = left;
while (left <= center && mid <= right) {
// 从两个数组中取出最小的放入中间数组
if (data[left] <= data[mid]) {
tmpArr[third++] = data[left++];
} else {
tmpArr[third++] = data[mid++];
}
}
// 剩余部分依次放入中间数组
while (mid <= right) {
tmpArr[third++] = data[mid++];
}
while (left <= center) {
tmpArr[third++] = data[left++];
}
// 将中间数组中的内容复制回原数组
while (tmp <= right) {
data[tmp] = tmpArr[tmp++];
}
System.out.println(Arrays.toString(data));
}
}


7.基数排序
      (1) 基本思想：将所有带比较数值(正整数)统一为同样的数位长度，数位较短的数前面补

           零，然后，从最低位开始，一次进行一次排序，这样从最低位排序一直到最高位完成

           以后，数列变成一个有序序列

      (2) 实例

              


      (3)java代码

package com.wz.sort;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class RadixSort {
int a[] = { 5, 4, 62, 99, 98, 54, 56, 17, 18, 23, 34, 15, 35, 25, 53, 51 };

public RadixSort() {
sort(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.println(a[i]);
}
}

public void sort(int[] array) {
// 首先确定排序的趟数;
int max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
if (array[i] > max) {
max = array[i];
}
}
int time = 0;
// 判断位数;
while (max > 0) {
max /= 10;
time++;
}
// 建立10个队列;
List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
queue.add(queue1);
}
// 进行time次分配和收集;
for (int i = 0; i < time; i++) {
// 分配数组元素;
for (int j = 0; j < array.length; j++) {
// 得到数字的第time+1位数;
int x = array[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);
ArrayList<Integer> queue2 = queue.get(x);
queue2.add(array[j]);
queue.set(x, queue2);
}
int count = 0;// 元素计数器;
// 收集队列元素;
for (int k = 0; k < 10; k++) {
while (queue.get(k).size() > 0) {
ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);
array[count] = queue3.get(0);
queue3.remove(0);
count++;
}
}
}
}
}
8.堆排序
      (1)基本思想：堆排序是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。

           堆的定义如下：具有n个元素的序列（h1,h2,…,hn),当且仅当满足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1） (i=1,2,…,n/2)时 称之为堆。

             在这里只讨论满足前者条件的堆。由堆的定义可以看出，堆顶元素（即第一个元素）必为最大项（大顶堆）。完全二叉树可以很直观地

             表示堆的结构。堆顶为根，其它为左子树、右子树。初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树，调整它们的存储序，使

             之成为一个堆，这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类

             推，直到只有两个节点的堆，并对它们作交换，最后得到有n个节点的有序序列。从算法描述来看，堆排序需要两个过程，一是建立堆，

             二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数，二是反复调用渗透函数实现排序的函数。

      (2)实例

           初始序列： 46,79,56,38,40,84

            建堆

                   


             交换，从堆中踢出最大数

                  


            剩余结点再建堆，再交换踢出最大数    

                 


          
依次类推：最后堆中剩余的最后两个结点交换，踢出一个，排序完成。

      (3) java代码

package com.wz.sort;

import java.util.Arrays;

public class HeapSort {
int a[] = { 5, 4, 62, 99, 98, 54, 56, 17, 18, 23, 34, 15, 35, 25, 53, 51 };

public HeapSort() {
heapSort(a);
}

public void heapSort(int[] a) {
System.out.println("开始排序");
int arrayLength = a.length;
// 循环建堆
for (int i = 0; i < arrayLength - 1; i++) {
// 建堆
buildMaxHeap(a, arrayLength - 1 - i);
// 交换堆顶和最后一个元素
swap(a, 0, arrayLength - 1 - i);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}

private void swap(int[] data, int i, int j) {
// TODO Auto-generated method stub
int tmp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = tmp;
}

// 对data数组从0到lastIndex建大顶堆
private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
// TODO Auto-generated method stub
// 从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始
for (int i = (lastIndex - 1) / 2; i >= 0; i--) {
// k保存正在判断的节点
int k = i;
// 如果当前k节点的子节点存在
while (k * 2 + 1 <= lastIndex) {
// k节点的左子节点的索引
int biggerIndex = 2 * k + 1;
// 如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在
if (biggerIndex < lastIndex) {
// 若果右子节点的值较大
if (data[biggerIndex] < data[biggerIndex + 1]) {
// biggerIndex总是记录较大子节点的索引
biggerIndex++;
}
}
// 如果k节点的值小于其较大的子节点的值
if (data[k] < data[biggerIndex]) {
// 交换他们
swap(data, k, biggerIndex);
// 将biggerIndex赋予k，开始while循环的下一次循环，重新保证k节点的值大于其左右子节点的值
k = biggerIndex;
} else {
break;
}
}
}
}
}