排序算法及java实现

旧城等待， 2023-05-30 09:09 98阅读 0赞

## 一、简介 ##

排序有内部排序和外部排序，内部排序是数据记录在内存中进行排序，而外部排序是因排序的数据很大，一次不能容纳全部的排序记录，在排序过程中需要访问外存。

## 二、排序算法分类 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Nzd3F6eA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

## 三、排序算法复杂度 ##

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**概念：**

*  **稳定**：如果a原本在b前面，而a=b，排序之后a仍然在b的前面。
 *  **不稳定**：如果a原本在b的前面，而a=b，排序之后 a 可能会出现在 b 的后面。
 *  **时间复杂度**：对排序数据的总的操作次数。算法的运行时间。
 *  **空间复杂度：**是指算法在计算机内执行时所需存储空间的度量。

## 四、原理及实现 ##

### 1、冒泡排序 ###

**1.1、基本思想**

冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复访问要排序的数列，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。访问数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换的数据，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，像水中的气泡从水底浮到水面。

**1.2、算法描述**

冒泡排序算法的算法过程如下：

①. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。

②. 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。这步做完后，最后的元素会是最大的数。

③. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。

④. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤①~③，直到没有任何一对数字需要比较。

![20190420145717359.gif][]

**1.3、代码实现**

/**
         * 说明：升序/降序就是将if括号里的>改成<
         */
        @Test
        public void TestBubble(){
            int[] arr = {2,8,0,1,9,4,6,7,6,3};
     
            for (int i = 0; i <arr.length-1 ; i++) {
                for (int j = 0; j < arr.length-1-i ; j++) {
                    if (arr[j] > arr[j+1]){
                        int temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j+1];
                        arr[j+1] =temp;
                    }
                }
            }
     
            for (int i : arr) {
                System.out.println("i = " + i);
            }
     
        }

### 2、选择排序 ###

**2.1、基本原理**

在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到未排序序列的起始位置。然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

**2.2、算法描述**

①. 从待排序序列中，找到关键字最小的元素；

②. 如果最小元素不是待排序序列的第一个元素，将其和第一个元素互换；

③. 从余下的 N – 1 个元素中，找出关键字最小的元素，重复①、②步，直到排序结束。

![20190420161705632.gif][]

**2.3、代码实现**

@Test
        public int[]   selectSort() {
            int[] arr = {1,2,4,5,73,23,12};
            int len = arr.length;
            int minIndex, temp;
            for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
                minIndex = i;
                for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                    if (arr[j] < arr[minIndex]) {     // 寻找最小的数
                        minIndex = j;                 // 将最小数的索引保存
                    }
                }
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[minIndex];
                arr[minIndex] = temp;
            }
            return arr;
        }
    
        @Test
        public void Test1(){
            int[] a = selectSort();
            for (int i : a) {
                System.out.println("i = " + i);
            }
        }

### 3、插入排序 ###

**3.1、基本原理**

插入排序（Insertion-Sort）算法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。

**3.2、算法描述**

*  从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序；
 *  取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描；
 *  如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置；
 *  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；
 *  将新元素插入到该位置后；
 *  重复步骤2~5。

![2019042016173244.gif][]

**3.3、代码实现**

@Test
        public void Test1(){
            int[] arr = {11,24,46,2,3,1,6,4,23,14,56,86,42};
            int[] a = insertSort(arr);
            for (int i : a) {
                System.out.println("i = " + i);
            }
        }
    
    
        @Test
        public int[] insertSort(int[] arr){
    
            int preIndex,current;
            for (int i =  1; i< arr.length; i++ ){
                preIndex = i -1; //相对当前下标前一个下标
                current = arr[i];//当前下标的值
                while (preIndex >=0 && arr[preIndex] > current){
                //前一个下标必须大于等于0、且前一个值大于后一个值、才交换位置
                    arr[preIndex+1] = arr[preIndex];//赋值当前值为前一个下标的值（交换数值）
                    preIndex--;
                }
                arr[preIndex+1]=current;//赋值前一个值为当前值 （交换数值）
            }
            return arr;
        }

### 4、归并排序 ###

**4.1、基本原理**

该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列区间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为2-路归并

**4.2、算法描述**

*  把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列；
 *  对这两个子序列分别采用归并排序；
 *  将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列

![20190421162339978.gif][]

**4.3、代码实现 (有时间在整理)**

### 5、快速排序 ###

**3.1、基本原理**

**3.2、算法描述**

**3.3、代码实现**

### 6、堆排序 ###

**3.1、基本原理**

**3.2、算法描述**

**3.3、代码实现**

### 7、希尔排序 ###

**3.1、基本原理**

**3.2、算法描述**

**3.3、代码实现**

### 8、基数排序 ###

**3.1、基本原理**

**3.2、算法描述**

**3.3、代码实现**

### 9、计数排序 ###

**3.1、基本原理**

**3.2、算法描述**

**3.3、代码实现**

## ##

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