关于java:年轻人要学算法一定会用到的Java常用的8种排序算法与代码实现

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当今的互联网环境下，技术人员求职面试，数据结构和算法常识的考查未然成为面试官最为看重的点之一。有些算法是咱们工作和面试中必定会用到的，明天就来聊一聊罕用的 8 种排序算法与代码实现。

常常碰到这样一类排序问题：把新的数据插入到曾经排好的数据列中。

将第一个数和第二个数排序，而后形成一个有序序列
将第三个数插入进去，形成一个新的有序序列。
对第四个数、第五个数……直到最初一个数，反复第二步。

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 个数的那次不必插入。
设定插入数和失去曾经排好序列的最初一个数的位数。insertNum 和 j =i-1。
从最初一个数开始向前循环，如果插入数小于以后数，就将以后数向后挪动一位。
将以后数搁置到空着的地位，即 j +1。
代码实现如下：

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public void insertSort(int[] a){
        int length=a.length;// 数组长度，将这个提取进去是为了进步速度。int insertNum;// 要插入的数
        for(int i=1;i<length;i++){// 插入的次数
            insertNum=a[i];// 要插入的数
            int j=i-1;// 曾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 的数向后挪动一格
                a[j+1]=a[j];// 元素挪动一格
                j--;
            }
            a[j+1]=insertNum;// 将须要插入的数放在要插入的地位。}
    }

对于间接插入排序问题，数据量微小时。

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，形成有序序列。
再取 k =k/2，将下标差值为 k 的书分为一组，形成有序序列。
反复第二步，直到 k = 1 执行简略插入排序。

如何写成代码：

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

public  void sheelSort(int[] a){
        int d  = a.length;
        while (d!=0) {
            d=d/2;
            for (int x = 0; x < d; x++) {// 分的组数
                for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {// 组中的元素，从第二个数开始
                    int j = i - d;// j 为有序序列最初一位的位数
                    int temp = 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];// 向后挪动 d 位
                    }
                    a[j + d] = temp;
                }
            }
        }
    }

罕用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比拟都替换，那么就是替换排序；如果每次比拟完一个循环再替换，就是简略抉择排序。)

遍历整个序列，将最小的数放在最后面。
遍历剩下的序列，将最小的数放在最后面。
反复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：

首先确定循环次数，并且记住以后数字和以后地位。
将以后地位前面所有的数与以后数字进行比照，小数赋值给 key，并记住小数的地位。
比对实现后，将最小的值与第一个数的值替换。
反复 2、3 步。

public void selectSort(int[] a) {
        int length = a.length;
        for (int i = 0; i < length; i++) {// 循环次数
            int key = a[i];
            int position=i;
            for (int j = i + 1; j < length; j++) {// 选出最小的值和地位
                if (a[j] < key) {key = a[j];
                    position = j;
                }
            }
            a[position]=a[i];// 替换地位
            a[i]=key;
        }
    }

对简略抉择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。
将根节点与最初一个节点替换，而后断开最初一个节点。
反复第一、二步，直到所有节点断开。

代码实现如下：

public  void heapSort(int[] a){System.out.println("开始排序");
        int arrayLength=a.length;
        // 循环建堆  
        for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){
            // 建堆  

            buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);
            // 替换堆顶和最初一个元素  
            swap(a,0,arrayLength-1-i);
            System.out.println(Arrays.toString(a));
        }
    }
    private  void swap(int[] data, int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub  
        int tmp=data[i];
        data[i]=data[j];
        data[j]=tmp;
    }
    // 对 data 数组从 0 到 lastIndex 建大顶堆  
    private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
        // TODO Auto-generated method stub  
        // 从 lastIndex 处节点（最初一个节点）的父节点开始  
        for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
            // k 保留正在判断的节点  
            int k=i;
            // 如果以后 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  
                int biggerIndex=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]){
                    // 替换他们  
                    swap(data,k,biggerIndex);
                    // 将 biggerIndex 赋予 k，开始 while 循环的下一次循环，从新保障 k 节点的值大于其左右子节点的值  
                    k=biggerIndex;
                }else{break;}
            }
        }
    }

个别不必。

将序列中所有元素两两比拟，将最大的放在最初面。
将残余序列中所有元素两两比拟，将最大的放在最初面。
反复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：

设置循环次数。
设置开始比拟的位数，和完结的位数。
两两比拟，将最小的放到后面去。
反复 2、3 步，直到循环次数结束。

代码实现如下：

public void bubbleSort(int[] a){
        int length=a.length;
        int temp;
        for(int i=0;i<a.length;i++){for(int j=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;
                }
            }
        }
    }

要求工夫最快时。

抉择第一个数为 p，小于 p 的数放在右边，大于 p 的数放在左边。
递归的将 p 右边和左边的数都依照第一步进行，直到不能递归。

代码实现如下：

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; // 记录长期两头值   
        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);   
    }   
}

速度仅次于快排，内存少的时候应用，能够进行并行计算的时候应用。

抉择相邻两个数组成一个有序序列。
抉择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。
反复第二步，直到全副组成一个有序序列。

代码实现如下：

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);   
    }   
}   
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];   
}

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，依照个位数进行排序，形成一个序列。
将新形成的所有的数的十位数取出，依照十位数进行排序，形成一个序列。

代码实现如下：

public void sort(int[] array) {
        // 首先确定排序的趟数;     
        int max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {if (array[i] > max) {max = array[i];
            }
        }
        int time = 0;
        // 判断位数;     
        while (max > 0) {
            max /= 10;
            time++;
        }
        // 建设 10 个队列;     
        List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
            queue.add(queue1);
        }
        // 进行 time 次调配和收集;     
        for (int i = 0; i < time; i++) {
            // 调配数组元素;     
            for (int j = 0; j < array.length; j++) {
                // 失去数字的第 time+ 1 位数;   
                int x = 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);
            }
            int count = 0;// 元素计数器;     
            // 收集队列元素;     
            for (int k = 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++;
                }
            }
        }
    }