几种常见的排序算法

日常操作中常见的排序方法有：冒泡排序、快速排序、选择排序、插入排序、希尔排序，甚至还有基数排序、鸡尾酒排序、桶排序、鸽巢排序、归并排序等。

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。


代码
/**  

 * 冒泡法排序<br/>  

 * <li>比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。</li>  

 * <li>对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。</li>  

 * <li>针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。</li>  

 * <li>持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。</li>  

 *   

 * @param numbers  

 *  
4000
          需要排序的整型数组  

 */  
public static void bubbleSort(int[] numbers) {   

    int temp; // 记录临时中间值   
    int size = numbers.length; // 数组大小   
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {   

        for (int j = i + 1; j < size; j++) {   

            if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置   
                temp = numbers[i];   

                numbers[i] = numbers[j];   

                numbers[j] = temp;   

            }   

        }   

    }   

}  

 

快速排序使用分治法策略来把一个序列分为两个子序列。

 


代码
/**  

 * 快速排序<br/>  

 * <ul>  

 * <li>从数列中挑出一个元素，称为“基准”</li>  

 * <li>重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后，  

 * 该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。</li>  

 * <li>递归地把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。</li>  

 * </ul>  

 *   

 * @param numbers  

 * @param start  

 * @param end  

 */  
public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {   

    if (start < end) {   

        int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值）   
        int temp; // 记录临时中间值   
        int i = 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);   

    }   

}  

 

选择排序是一种简单直观的排序方法，每次寻找序列中的最小值，然后放在最末尾的位置。

 


代码
/**  

 * 选择排序<br/>  

 * <li>在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置</li>  

 * <li>再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。</li>  

 * <li>以此类推，直到所有元素均排序完毕。</li>  

 *   

 * @param numbers  

 */  
public static void selectSort(int[] numbers) {   

    int size = numbers.length, temp;   

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

        int k = i;   

        for (int j = size - 1; j >i; j--)  {   

            if (numbers[j] < numbers[k])  k = j;   

        }   

        temp = numbers[i];   

        numbers[i] = numbers[k];   

        numbers[k] = temp;   

    }   

}  

 

插入排序的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。其具体步骤参见代码及注释。


代码
/**  

 * 插入排序<br/>  

 * <ul>  

 * <li>从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序</li>  

 * <li>取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描</li>  

 * <li>如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置</li>  

 * <li>重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置</li>  

 * <li>将新元素插入到该位置中</li>  

 * <li>重复步骤2</li>  

 * </ul>  

 *   

 * @param numbers  

 */  
public static void insertSort(int[] numbers) {   

    int size = numbers.length, temp, j;   

    for(int i=1; i<size; i++) {   

        temp = numbers[i];   

        for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--)   

            numbers[j] = numbers[j-1];   

        numbers[j] = temp;   

    }   

}  

 

 

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法，归并是指将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。参考代码如下：

 


代码
/**  

 * 归并排序<br/>  

 * <ul>  

 * <li>申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列</li>  

 * <li>设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置</li>  

 * <li>比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置</li>  

 * <li>重复步骤3直到某一指针达到序列尾</li>  

 * <li>将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾</li>  

 * </ul>  

 *   

 * @param numbers  

 */  
public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {   

    int t = 1;// 每组元素个数   
    int size = right - left + 1;   

    while (t < size) {   

        int s = t;// 本次循环每组元素个数   
        t = 2 * s;   

        int i = 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);   

    }   

}   
/**  

 * 归并算法实现  

 *   

 * @param data  

 * @param p  

 * @param q  

 * @param r  

 */  
private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {   

    int[] B = new int[data.length];   

    int s = p;   

    int t = q + 1;   

    int k = 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 (int i = p; i <= r; i++)   

        data[i] = B[i];   

}  

 

 将之前介绍的所有排序算法整理成NumberSort类，代码

 


代码
package test.sort;   
import java.util.Random;   
//Java实现的排序类  
public class NumberSort {   

    //私有构造方法，禁止实例化  
    private NumberSort() {   

        super();   

    }    

    //冒泡法排序 
    public static void bubbleSort(int[] numbers) {   

        int temp; // 记录临时中间值   
        int size = numbers.length; // 数组大小   
        for (int i = 0; i < size - 1; i++) {   

            for (int j = i + 1; j < size; j++) {   

                if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置   
                    temp = numbers[i];   

                    numbers[i] = numbers[j];   

                    numbers[j] = temp;   

                }   

            }   

        }   

    }   

    //快速排序
    public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {   

        if (start < end) {   

            int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值）   
            int temp; // 记录临时中间值   
            int i = 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);   

        }   

    }   

    //选择排序 
    public static void selectSort(int[] numbers) {   

        int size = numbers.length, temp;   

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

            int k = i;   

            for (int j = size - 1; j > i; j--) {   

                if (numbers[j] < numbers[k])   

                    k = j;   

            }   

            temp = numbers[i];   

            numbers[i] = numbers[k];   

            numbers[k] = temp;   

        }   

    }   

    //插入排序    

    // @param numbers  
    public static void insertSort(int[] numbers) {   

        int size = numbers.length, temp, j;   

        for (int i = 1; i < size; i++) {   

            temp = numbers[i];   

            for (j = i; j > 0 && temp < numbers[j - 1]; j--)   

                numbers[j] = numbers[j - 1];   

            numbers[j] = temp;   

        }   

    }   

    //归并排序  
    public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {   

        int t = 1;// 每组元素个数   
        int size = right - left + 1;   

        while (t < size) {   

            int s = t;// 本次循环每组元素个数   
            t = 2 * s;   

            int i = 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);   

        }   

    }    

    //归并算法实现  
    private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {   

        int[] B = new int[data.length];   

        int s = p;   

        int t = q + 1;   

        int k = 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 (int i = p; i <= r; i++)   

            data[i] = B[i];   

    }   

  

}