几种排序算法的Java实现

心已赠人 2022-04-25 08:42 357阅读 0赞

最近对几种排序算法进行了梳理
1、冒泡排序

  • 算法思想: 依次和相邻的数进行比较,这样每一次出发都把最大的放到了最后一个
  • 时间复杂度 n的平方

*实现 代码

  1. public int [] bubbleSort (int[] a ){
  2. //冒泡排序
  3. //记得对一个数组进行排序前先判断这个诗数组是不是为空
  4. if (a.length ==0) {
  5. return a;
  6. }
  7. for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {
  8. for (int j = 0; j < a.length-1-i; j++) {
  9. if (a[j+1]<a[j]) {
  10. int temp = a[j+1];
  11. a[j+1] = a[j];
  12. a[j] = temp;
  13. }
  14. }
  15. }
  16. //冒泡排序的优化利用标记比较不用排序的位置
  17. /* boolean flag = false;
  18. for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {
  19. flag = false;
  20. for (int j = i; j < a.length-1-i; j++) {
  21. if (a[j+1]<a[j]) {
  22. int temp = a[j+1];
  23. a[j+1] = a[j];
  24. a[j] = temp;
  25. flag = true;
  26. }
  27. if (flag =false){
  28. break;
  29. }
  30. }
  31. }*/
  32. return a;
  33. }

2 快速排序
思想:
(1)找到一个key值
(2)先走一趟,进行交换,把比key小的都放到key前面,把比key大的都放到key后面,key和i的位置互换
(3)这样调用递归分别对key值前后的分段数据再进行排序

  1. */
  2. public int[] quicksort (int [] a){
  3. //int [] b = new int[ARRY_LENGT];
  4. if (a.length>0) {
  5. quicksort(a, 0 , a.length-1);
  6. }
  7. return a;
  8. }
  9. private void quicksort(int[] a, int low, int high) {
  10. //1.找到递归算法的出口
  11. if(low>high){
  12. return;
  13. }
  14. int start = low;
  15. int end = high;
  16. int key = a[low];
  17. while(end>start){
  18. //从后往前比较
  19. while(end>start&&a[end]>=key) //如果没有比关键值小的,比较下一个,直到有比关键值小的交换位置,然后又从前往后比较
  20. end--;
  21. if(a[end]<=key){
  22. int temp = a[end];
  23. a[end] = a[start];
  24. a[start] = temp;
  25. }
  26. //从前往后比较
  27. while(end>start&&a[start]<=key)//如果没有比关键值大的,比较下一个,直到有比关键值大的交换位置
  28. start++;
  29. if(a[start]>=key){
  30. int temp = a[start];
  31. a[start] = a[end];
  32. a[end] = temp;
  33. }
  34. //此时第一次循环比较结束,关键值的位置已经确定了。左边的值都比关键值小,右边的值都比关键值大,但是两边的顺序还有可能是不一样的,进行下面的递归调用
  35. }
  36. //递归
  37. if(start>low) quicksort(a,low,start-1);//左边序列。第一个索引位置到关键值索引-1
  38. if(end<high) quicksort(a,end+1,high);//右边序列。从关键值索引+1到最后一个
  39. }

3.插入排序
/*
插入排序,插入排序是一种简单直观的排序算法。
它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。
插入排序在实现上,在从后向前扫描过程中,需要反复把已排序元素逐步向后挪位,
为最新元素提供插入空间。
算法分析 最佳情况:T(n) = O(n) 最坏情况:T(n) = O(n2) 平均情况:T(n) = O(n2)
*/

  1. public static int[] insertSort(int[] ins){
  2. for(int i=1; i<ins.length; i++){
  3. int temp = ins[i];//保存每次需要插入的那个数
  4. int j;
  5. for(j=i; j>0&&ins[j-1]>temp; j--){//这个较上面有一定的优化
  6. ins[j] = ins[j-1];//把大于需要插入的数往后移动。最后不大于temp的数就空出来j
  7. }
  8. ins[j] = temp;//将需要插入的数放入这个位置
  9. }
  10. return ins;
  11. }

4.希尔排序

希尔排序(希尔排序是插入排序的一种优化),将所有的数据记性分段,然后按列进行排序,依次减小排序的成本

(1)分组
(2)列排序
(3)分组步数减小,再次分组
最佳情况:T(n) = O(nlog2 n) 最坏情况:T(n) = O(nlog2 n) 平均情况:T(n) =O(nlog2n) 
*/
public int [] shellSort(int [] a){
int len = a.length;
int tem,gap=len/2; //gap就是长度的一半,步长

  1. while (gap>0) {
  2. for (int i =gap; i < len ; i++) {
  3. tem = a[i];
  4. int preindex = i-gap;
  5. while (preindex>0&&a[preindex] > tem) {
  6. a[preindex+gap] = a[preindex];
  7. preindex -= gap;
  8. }
  9. a[preindex+gap]=tem;
  10. }
  11. }
  12. return a;
  13. }

5.选择排序

  • 思想:(1)们每次排序找到最小的数,记录原始位置
  • (2)置换到应该有的位置
  • 平均时间复杂度 n2,最坏时间复杂度n2
  • */

    public int [] selectSort(int [] a){
    for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {
    int k=i;
    for (int j = k+1; j < a.length; j++) {

    1. if (a[j]<a[k]) {
    2. k=j; //记下目前查找到的最小值所对应的位置
    3. }
    4. //内层一次循环结束开始进行比较
    5. if (k!=i) {
    6. int tem =a[i];
    7. a[i]=a[k];
    8. a[k]=tem;
    9. }
    10. }
    11. }
    12. return a;

    }
    主函数

    public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    sort mSort =new sort(); //new新的对象的同时调用构造函数进行初始化

    1. //冒泡排序
    2. long start=System.currentTimeMillis(); //获取系统当前时间
    3. System.out.print("冒泡排序:");
    4. int bubblesort[]=mSort.bubbleSort(mSort.CopyArrayData());
    5. long end=System.currentTimeMillis(); //mInternalSort.printArray(bubblesort);

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