Java实现的几种排序算法详解

港控/mmm° 2021-09-23 15:24 341阅读 0赞 
  1. 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。
  3. 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。
  5. 代码
  6. /** * 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 * 需要排序的整型数组 */  
  7. public static void bubbleSort(int[] numbers) {    
  8.     int temp; // 记录临时中间值 
  9.     int size = numbers.length; // 数组大小 
  10.     for (int i = 0; i < size - 1; i++) {    
  11.         for (int j = i + 1; j < size; j++) {    
  12.             if (numbers[i] < numbers[j]) {  // 交换两数的位置 
  13.                 temp = numbers[i];   
  14.                 numbers[i] = numbers[j];   
  15.                 numbers[j] = temp;   
  16.             }   
  17.         }   
  18.     }   
  19. }  
  24. 快速排序使用分治法策略来把一个序列分为两个子序列。
  29. 代码
  30. /** * 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 */  
  31. public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {    
  32.     if (start < end) {    
  33.         int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值） 
  34.         int temp; // 记录临时中间值 
  35.         int i = start, j = end;   
  36.         do {    
  37.             while ((numbers[i] < base) && (i < end))   
  38.                 i++;   
  39.             while ((numbers[j] > base) && (j > start))   
  40.                 j--;   
  41.             if (i <= j) {    
  42.                 temp = numbers[i];   
  43.                 numbers[i] = numbers[j];   
  44.                 numbers[j] = temp;   
  45.                 i++;   
  46.                 j--;   
  47.             }   
  48.         } while (i <= j);   
  49.         if (start < j)   
  50.             quickSort(numbers, start, j);   
  51.         if (end > i)   
  52.             quickSort(numbers, i, end);   
  53.     }   
  54. }  
  59. 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。
  64. 代码
  65. /** * 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 */  
  66. public static void selectSort(int[] numbers) {    
  67.     int size = numbers.length, temp;   
  68.     for (int i = 0; i < size; i++) {    
  69.         int k = i;   
  70.         for (int j = size - 1; j >i; j--)  {    
  71.             if (numbers[j] < numbers[k])  k = j;   
  72.         }   
  73.         temp = numbers[i];   
  74.         numbers[i] = numbers[k];   
  75.         numbers[k] = temp;   
  76.     }   
  77. }  
  83. 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。
  86. 代码
  87. /** * 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 */  
  88. public static void insertSort(int[] numbers) {    
  89.     int size = numbers.length, temp, j;   
  90.     for(int i=1; i<size; i++) {    
  91.         temp = numbers[i];   
  92.         for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--)   
  93.             numbers[j] = numbers[j-1];   
  94.         numbers[j] = temp;   
  95.     }   
  96. }  
  102. 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：
  107. 代码
  108. /** * 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 */  
  109. public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {    
  110.     int t = 1;// 每组元素个数 
  111.     int size = right - left + 1;   
  112.     while (t < size) {    
  113.         int s = t;// 本次循环每组元素个数 
  114.         t = 2 * s;   
  115.         int i = left;   
  116.         while (i + (t - 1) < size) {    
  117.             merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));   
  118.             i += t;   
  119.         }   
  120.         if (i + (s - 1) < right)   
  121.             merge(numbers, i, i + (s - 1), right);   
  122.     }   
  123. }   
  124. /** * 归并算法实现 * * @param data * @param p * @param q * @param r */  
  125. private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {    
  126.     int[] B = new int[data.length];   
  127.     int s = p;   
  128.     int t = q + 1;   
  129.     int k = p;   
  130.     while (s <= q && t <= r) {    
  131.         if (data[s] <= data[t]) {    
  132.             B[k] = data[s];   
  133.             s++;   
  134.         } else {    
  135.             B[k] = data[t];   
  136.             t++;   
  137.         }   
  138.         k++;   
  139.     }   
  140.     if (s == q + 1)   
  141.         B[k++] = data[t++];   
  142.     else  
  143.         B[k++] = data[s++];   
  144.     for (int i = p; i <= r; i++)   
  145.         data[i] = B[i];   
  146. }  
  151.  将之前介绍的所有排序算法整理成NumberSort类，代码
  156. 代码
  157. package test.sort;   
  158. import java.util.Random;   
  159. //Java实现的排序类 
  160. public class NumberSort {    
  161.     //私有构造方法，禁止实例化 
  162.     private NumberSort() {    
  163.         super();   
  164.     }    
  165.     //冒泡法排序 
  166.     public static void bubbleSort(int[] numbers) {    
  167.         int temp; // 记录临时中间值 
  168.         int size = numbers.length; // 数组大小 
  169.         for (int i = 0; i < size - 1; i++) {    
  170.             for (int j = i + 1; j < size; j++) {    
  171.                 if (numbers[i] < numbers[j]) {  // 交换两数的位置 
  172.                     temp = numbers[i];   
  173.                     numbers[i] = numbers[j];   
  174.                     numbers[j] = temp;   
  175.                 }   
  176.             }   
  177.         }   
  178.     }   
  179.     //快速排序
  180.     public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {    
  181.         if (start < end) {    
  182.             int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值） 
  183.             int temp; // 记录临时中间值 
  184.             int i = start, j = end;   
  185.             do {    
  186.                 while ((numbers[i] < base) && (i < end))   
  187.                     i++;   
  188.                 while ((numbers[j] > base) && (j > start))   
  189.                     j--;   
  190.                 if (i <= j) {    
  191.                     temp = numbers[i];   
  192.                     numbers[i] = numbers[j];   
  193.                     numbers[j] = temp;   
  194.                     i++;   
  195.                     j--;   
  196.                 }   
  197.             } while (i <= j);   
  198.             if (start < j)   
  199.                 quickSort(numbers, start, j);   
  200.             if (end > i)   
  201.                 quickSort(numbers, i, end);   
  202.         }   
  203.     }   
  204.     //选择排序 
  205.     public static void selectSort(int[] numbers) {    
  206.         int size = numbers.length, temp;   
  207.         for (int i = 0; i < size; i++) {    
  208.             int k = i;   
  209.             for (int j = size - 1; j > i; j--) {    
  210.                 if (numbers[j] < numbers[k])   
  211.                     k = j;   
  212.             }   
  213.             temp = numbers[i];   
  214.             numbers[i] = numbers[k];   
  215.             numbers[k] = temp;   
  216.         }   
  217.     }   
  218.     //插入排序 
  219.     // @param numbers 
  220.     public static void insertSort(int[] numbers) {    
  221.         int size = numbers.length, temp, j;   
  222.         for (int i = 1; i < size; i++) {    
  223.             temp = numbers[i];   
  224.             for (j = i; j > 0 && temp < numbers[j - 1]; j--)   
  225.                 numbers[j] = numbers[j - 1];   
  226.             numbers[j] = temp;   
  227.         }   
  228.     }   
  229.     //归并排序 
  230.     public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {    
  231.         int t = 1;// 每组元素个数 
  232.         int size = right - left + 1;   
  233.         while (t < size) {    
  234.             int s = t;// 本次循环每组元素个数 
  235.             t = 2 * s;   
  236.             int i = left;   
  237.             while (i + (t - 1) < size) {    
  238.                 merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));   
  239.                 i += t;   
  240.             }   
  241.             if (i + (s - 1) < right)   
  242.                 merge(numbers, i, i + (s - 1), right);   
  243.         }   
  244.     }    
  245.     //归并算法实现 
  246.     private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {    
  247.         int[] B = new int[data.length];   
  248.         int s = p;   
  249.         int t = q + 1;   
  250.         int k = p;   
  251.         while (s <= q && t <= r) {    
  252.             if (data[s] <= data[t]) {    
  253.                 B[k] = data[s];   
  254.                 s++;   
  255.             } else {    
  256.                 B[k] = data[t];   
  257.                 t++;   
  258.             }   
  259.             k++;   
  260.         }   
  261.         if (s == q + 1)   
  262.             B[k++] = data[t++];   
  263.         else  
  264.             B[k++] = data[s++];   
  265.         for (int i = p; i <= r; i++)   
  266.             data[i] = B[i];   
  267.     }   
  269. }
  271.    个人觉得这几个算法还是比较经典的，用于自己的学习也不错。

转载：https://blog.csdn.net/qq\_25591259/article/details/82819485

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