Java常用的八种排序算法与代码实现

Java常用的八种排序算法与代码实现

1.直接插入排序

经常碰到这样一类排序问题：把新的数据插入到已经排好的数据列中。

将第一个数和第二个数排序，然后构成一个有序序列
将第三个数插入进去，构成一个新的有序序列。
对第四个数、第五个数……直到最后一个数，重复第二步。

如何写写成代码：
首先设定插入次数，即循环次数，for(int i=1;i<length;i++)，1个数的那次不用插入。
设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。
从最后一个数开始向前循环，如果插入数小于当前数，就将当前数向后移动一位。
将当前数放置到空着的位置，即j+1。
代码实现如下：

publicvoid

insertSort(int[]
a){
intlength=a.length;//数组长度，将这个提取出来是为了提高速度。
intinsertNum;//要插入的数
for(inti=1;i<length;i++){//插入的次数
insertNum=a[i];//要插入的数
intj=i-1;//已经排序好的序列元素个数
while(j>=0&&a[j]>insertNum){//序列从后到前循环，将大于insertNum的数向后移动一格
a[j+1]=a[j];//元素移动一格
j--;
}
a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。
}
}

2.希尔排序

对于直接插入排序问题，数据量巨大时。

将数的个数设为n，取奇数k=n/2，将下标差值为k的书分为一组，构成有序序列。
再取k=k/2 ，将下标差值为k的书分为一组，构成有序序列。
重复第二步，直到k=1执行简单插入排序。

如何写成代码：
首先确定分的组数。
然后对组中元素进行插入排序。
然后将length/2，重复1,2步，直到length=0为止。
代码实现如下：

publicvoid

sheelSort(int[]
a){
intd
= a.length;
while(d!=0)
{
d=d/2;
for(intx
=
0; x < d; x++) {//分的组数
for(inti
= x + d; i < a.length; i += d) {//组中的元素，从第二个数开始
intj
= i - d;//j为有序序列最后一位的位数
inttemp
= a[i];//要插入的元素
for(;
j >=
0
&& temp < a[j]; j -= d) {//从后往前遍历。
a[j + d] = a[j];//向后移动d位
}
a[j + d] = temp;
}
}
}
}

3.简单选择排序

常用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比较都交换，那么就是交换排序；如果每次比较完一个循环再交换，就是简单选择排序。)
遍历整个序列，将最小的数放在最前面。
遍历剩下的序列，将最小的数放在最前面。
重复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：
首先确定循环次数，并且记住当前数字和当前位置。
将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比，小数赋值给key，并记住小数的位置。
比对完成后，将最小的值与第一个数的值交换。
重复2、3步。
代码实现如下：

publicvoid

selectSort(int[]
a) {
intlength
= a.length;
for(inti
=
0; i < length; i++) {//循环次数
intkey

= a[i];
intposition=i;
for(intj
= i +
1; j < length; j++) {//选出最小的值和位置
if(a[j]
<
key) {
key=
a[j];
position = j;
}
}
a[position]=a[i];//交换位置
a[i]=key;
}
}

4.堆排序

对简单选择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。
将根节点与最后一个节点交换，然后断开最后一个节点。
重复第一、二步，直到所有节点断开。

代码实现如下：

publicvoid

heapSort(int[]
a){
System.out.println("开始排序");
intarrayLength=a.length;
//循环建堆
for(inti=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));
}
}
privatevoid

swap(int[]
data,
int
i,
int
j){
// TODO Auto-generated method stub
inttmp=data[i];
data[i]=data[j];
data[j]=tmp;
}
//对data数组从0到lastIndex建大顶堆
privatevoid

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(inti=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
//k保存正在判断的节点
intk=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
intbiggerIndex=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;
}
}
}
}

5.冒泡排序

一般不用。

将序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。
将剩余序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。
重复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：
设置循环次数。
设置开始比较的位数，和结束的位数。
两两比较，将最小的放到前面去。
重复2、3步，直到循环次数完毕。
代码实现如下：

publicvoid

bubbleSort(int[]
a){
intlength=a.length;
inttemp;
for(inti=0;i<a.length;i++){
for(intj=0;j<a.length-i-1;j++){
if(a[j]>a[j+1]){
temp=a[j];
a[j]=a[j+1];
a[j+1]=temp;
}
}
}
}

6.快速排序

要求时间最快时。

选择第一个数为p，小于p的数放在左边，大于p的数放在右边。
递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行，直到不能递归。

代码实现如下：

publicstatic

void
quickSort(int[]
numbers,
int
start,
int
end) {
if(start
<
end) {
intbase
= numbers[start];
// 选定的基准值（第一个数值作为基准值）
inttemp;

// 记录临时中间值
inti
= start, j =
end;
do{
while((numbers[i]
< base) && (i <
end))
i++;
while((numbers[j]
> base) && (j > start))
j--;
if(i
<= j) {
temp = numbers[i];
numbers[i] = numbers[j];
numbers[j] = temp;
i++;
j--;
}
}while

(i <= j);
if(start
< j)
quickSort(numbers, start, j);
if(end>
i)
quickSort(numbers, i,end);
}
}

7.归并排序

速度仅次于快排，内存少的时候使用，可以进行并行计算的时候使用。

选择相邻两个数组成一个有序序列。
选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。
重复第二步，直到全部组成一个有序序列。

代码实现如下：

publicstatic
void mergeSort(int[]
numbers,
int
left,
int
right) {
intt
=
1;// 每组元素个数
intsize

= right - left +
1;
while(t
<
size) {
ints
= t;// 本次循环每组元素个数
t =2

* s;
inti
= left;
while(i
+ (t -
1) <size)
{
merge(numbers,
i, i + (s -
1), i + (t -1));
i += t;
}
if(i
+ (s -
1) < right)
merge(numbers,
i, i + (s -
1), right);
}
}
privatestatic
void
merge(int[]data,int

p,
int
q,
int
r) {
int[]
B = new
int[data.length];
ints
= p;
intt
= q +
1;
intk
= p;
while(s
<= q && t <= r) {
if(data[s]
<=
data[t]) {
B[k] =data[s];
s++;
}else

{
B[k] =data[t];
t++;
}
k++;
}
if(s
== q +
1)
B[k++] =data[t++];
else
B[k++] =data[s++];
for (inti
= p; i <= r; i++)
data[i]
= B[i];
}

8.基数排序

用于大量数，很长的数进行排序时。

将所有的数的个位数取出，按照个位数进行排序，构成一个序列。
将新构成的所有的数的十位数取出，按照十位数进行排序，构成一个序列。

代码实现如下：

publicvoid

sort(int[]array)
{
//首先确定排序的趟数;
intmax

=
array[0];
for(inti
=
1; i <array.length;
i++) {
if(array[i]
>
max) {
max=

array[i];
}
}
inttime
=
0;
//判断位数;
while(max>

0) {
max/=

10;
time++;
}
//建立10个队列;
List<ArrayList> queue =new

ArrayList<ArrayList>();
for(inti
=
0; i <10;
i++) {
ArrayList<Integer> queue1 =new

ArrayList<Integer>();
queue.add(queue1);
}
//进行time次分配和收集;
for(inti
=
0; i < time; i++) {
//分配数组元素;
for(intj
=
0; j <array.length;
j++) {
//得到数字的第time+1位数;
intx
=
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);
}
intcount
=
0;//元素计数器;
//收集队列元素;
for(intk
=
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++;
}
}
}
}

转自 ： 作者breakingsword
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