Java 常见七种排序算法以及实现
最近学习一些排序算法，怕本人当前遗记就打算整顿起来供本人温习
萌新一枚学习 Java 没多久，以下仅供参考。如有谬误心愿大佬斧正，欢送大家在评论区交换探讨。
1. 冒泡排序
通过待排序的序列从前往后顺次比拟相邻的元素，若发现逆序则两两替换，直到下一趟排序下来没有进行替换，阐明排序实现
冒泡排序每一趟会确定一个最大值(默认从小到大)
import java.util.Arrays;
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
int array[] = {10,9,2,-3,6,8,1,-6,-5,4};
for (int i = 0; i < array.length ; i++) {// 循环每一趟排序
for (int j = 0; j < array.length-1-i ; j++) {
// 每一趟排序的数据交换
// 因为 array[j]是和 array[j+1]比拟, 避免数据越界这里 array.length 要减一
int temp = 0;
if (array[j]>array[j+1]){
temp = array[j+1];
array[j+1] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
}
// 两种办法输入
// 1. 格式化输入, 需 import，之后的代码演示全用格式化输入
System.out.println(Arrays.toString(array));
// 2.for 循环输入
for (int i = 0; i < array.length ; i++) {
System.out.print(array[i]+” “);
}
}
}
2. 抉择排序
第一趟排序是从 array[0]到 array[array.length-1]找到一个最小值 array[n]与 array[0]进行替换，第一趟排序是从 array[1]到 array[array.length-1]找到一个最小值 array[n]与 array[1]进行替换，直到排序实现
抉择排序每一趟排序会确定一个最小值(默认从小到大)
以下是三种不同的代码实现
import java.util.Arrays;
public class SelectSortDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int array[] = {10,9,2,-3,6,8,1,-6,-5,4};
for (int i = 0; i < array.length-1 ; i++) {
for (int j = 1+i; j < array.length; j++) {
// 此算法与冒泡排序的算法相似, 只不过冒泡算法的每一趟排序是两两比拟, 这个是第一个数与每一个数比拟
int temp = 0;
if (array[i] > array[j]){
temp = array[j];
array[j] = array[i];
array[i] = temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
import java.util.Arrays;
public class SelectSortDemo02 {
public static void main(String[] args) {
int array[] = {10,9,2,-3,6,8,1,-6,-5,4};
int temp = 0;
for (int j = 0; j
for (int i = 1; (i+j)< array.length ; i++) {
// 此算法与下面一个大同小异，也实现了雷同的成果，能够依据本人的思维抉择一个适合的算法
if (array[j] > array[i+j]) {
temp = array[i+j];
array[i+j] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
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public class SelectSortDemo02 {
public static void main(String[] args) {
int array[] = {10,9,2,-3,6,8,1,-6,-5,4};
for (int i = 0; i < array.length-1 ; i++) {
// 与后面两种办法不同的是此算法间接先假设每一趟排序的第 i 个数的数值最小，提取以后下标 i，
// 不便每一趟排序与第 i 个数据进行替换
// 这样也更容易了解
int min = array[i];
int minIndex = i;
for (int j = 1 + i; j < array.length; j++) {
if (min > array[j] ){
// 阐明假设的最小值并不是最小的，须要重置 min, 此时只需赋值，不须要替换
// 让其循环完结直到赋值到最小值
min = array[j];
minIndex = j;
}
}
// 将最小值放在 arr[0], 替换
if (minIndex != j) {
array[minIndex] = arr[j];
array[j] = min;
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
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3. 插入排序
如果有 n 个数，第一趟排序就是比拟前两个数将它们排好(默认从小到大)，而后在来一个数比拟他们三个再排好
能够了解为斗地主的摸牌，先摸了两张 J 和 K，要把 J 放在 K 的后面，在摸一张 6 要放在 J 和 K 的后面，在摸一张 10 就要放在 6 和 J 之间，排摸完了就相当于排序完结
import java.util.Arrays;
public class InsertSortDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {5, 2, -1, 4, 7};
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
// 与抉择排序第三种相似, 先定义一个待插入的数据和插入的地位, 便于之后赋值
int insertVal = array[i];
// 为了将待插入的数插入到 array[i]的前一个地位
int insertIndex = i – 1;
// 待插入的地位必须大于等于 0, 保障数组不越界
while (insertIndex >= 0 && insertVal < array[insertIndex]) {
// 间接赋值不必替换数据
array[insertIndex + 1] = array[insertIndex];
// 为了让第 i 个数与后面的数都进行比拟而后赋值, 后面有条件不必但不必放心数组越界
insertIndex–;
}
// insertIndex + 1 = i 阐明第 i 轮曾经有序
if (insertIndex + 1 != i) {
array[insertIndex + 1] = insertVal;
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
1234567891011121314151617181920212223242526
4. 希尔排序
希尔排序相当于对插入排序进行优化，是一种放大增量排序
希尔排序第一趟依照 arraylength\2 进行分组，每组别离进行间接插入排序，第二趟依照 arraylength\2\2 进行分组，每组别离进行间接插入排序, 直到增量减至为一，整个文件恰好被分为一组
以下是两种不同的代码实现
import java.util.Arrays;
// 交换法，此实现办法速度是很慢，
// 因为插入排序比拟之后间接移位，而此类办法一遇到逆序就会产生替换，
// 交换法与冒泡排序相似，不停的替换效率很低
public class ShellSortDemo02 {
public static void main(String[] args) {
int array[] = {10,9,2,-3,6,8,1,-6,-5,4};
int temp = 0;
for (int len = array.length/2; len > 0;len/=2) {
// 循环每一次分组
for (int i = len; i < array.length; i++) {
// 遍历各组的所有元素, 有 len 组
for (int j = i – len; j >= 0; j -= len) {
if (array[j] > array[j + len]) {
temp = array[j];
array[j] = array[j + len];
array[j + len] = temp;
}
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
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import java.util.Arrays;
public class ShellSortDemo03 {
// 对交换式的希尔排序进行优化, 采纳移位法
// 当须要插入的数是最小数时, 后移的次数显著增多, 所以应用分组插入排序会大大的提高效率
public static void main(String[] args) {
int[] array = {10, 9, 2, -3, 6, 8, 1, -6, -5, 4};
// 依然应用增量 len, 并逐渐放大增量
for (int len = array.length / 2; len > 0; len /= 2) {
// 一一对其所在的组进行间接插入排序
for (int i = len; i < array.length; i++) {
int j = i;
int temp = array[j];
if (array[j] < array[j – len]) {
while (j-len >= 0 && temp < array[j – len]) {
// 挪动, 与间接插入排序不同的是这个是间距 len 之间的数据移位, 而间接插入排序是两两移位
array[j] = array[j – len];
j -=len;
}
// 当退出 while 循环后, 就给 temp 找到了插入的地位
array[j] = temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
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5. 疾速排序
外汇名词解释 https://www.fx61.com/definitions
疾速排序是一种对冒泡排序的改良，第一趟排序以两头的一个数为基准，将数组中比他小的数放在此数的右边，比他大的数放在此数的左边，第二趟排序以第一趟排好的左右的两头一个数为基准，在别离反复下面操作
import java.util.Arrays;
public class QuickSortDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int array[] = {10,9,2,-3,6,8,1,-6,-5,4};
quickSort(array,0,array.length-1);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
public static void quickSort(int a[],int l,int r){
if(l>=r)
return;
int i = l; int j = r; int key = a[(l+r)/2];
// 抉择第一个数为 key, 咱们数组两头的数为例
while(i
while(i=key)
// 从右向左找第一个小于 key 的值, 找到了，j 就前移
j–;
// 如果 a[j]
if(i
a[i] = a[j];
i++;
}
while(i
// 从左向右找第一个大于 key 的值，找到了 i 就后移
i++;
// 如果 a[i]>key 值，a[i]会放到前面的 a[j]同时 j 会前移
if(i
a[j] = a[i];
j–;
}
}
//i == j
a[i] = key;
quickSort(a, l, i-1);// 递归调用
quickSort(a, i+1, r);// 递归调用
}
}
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6. 归并排序
归并算法的核心思想就是合成在合并，也就是分治，合成能够采纳递归，设一个数组最左边的元素索引为 low，最右边的元素的索引为 height，两头元素索引为(low+height)/2, 每一次合成能够发现当 low==height 的时候，整个数组被分解成每一个元素，合并就是将两个有序归并段归并为一个有序的归并段，直到有序为止
import java.util.Arrays;
public class MergeSortDemo01 {
// 合并函数
public static void merge(int[] array,int low,int mid,int height){
int s1 = low;
int s2 = mid+1;
int[] ret = new int[height-low+1];
int i = 0;// 示意 ret 数组的下标
while (s1<=mid && s2<=height){
if (array[s1]<=array[s2]){
ret[i++] = array[s1++];
}else{
ret[i++] = array[s2++];
}
}
while (s1<=mid){
ret[i++] = array[s1++];
}
while (s2<=height){
ret[i++] = array[s2++];
}
for (int j=0;j
array[low+j] = ret[j];
}
}
public static void mergeSort(int[]array,int low,int height){
if (low>=height){
return;
}
int mid = (low+height)/2;
mergeSort(array,low,mid);// 递归合成左半局部
mergeSort(array,mid+1,height);// 递归合成右半部本
merge(array,low,mid,height);// 合并操作
}
public static void main(String[] args) {
int array[] = {10,9,2,-3,6,8,1,-6,-5,4};
System.out.println(Arrays.toString(array));
mergeSort(array,0,array.length-1);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
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7. 基数排序
实质上是将整数按位数切割成不同的数字，而后按每个位数别离比拟，基数排序又叫桶子法
定义 10 个编号为 0~9 一维数组，找到每个数的个位数别离放在对应编号的数组中，而后再将十位数取出别离放在对应编号的数组中，直到取到最高位就变为有序
基数排序是效率最高的稳定性排序法
import java.util.Arrays;
public class RadixSortDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int array[] = {10, 99, 2, 457, 6, 83, 16, 96, 25, 48};
radixSort(array);
}
// 基数排序算法
public static void radixSort(int[] arr) {
int max = arr[0];
// 假如第一个数是最大数
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] > max) {
max = arr[i];
}
}
int maxLength = (max + ” “).length();
// 定义一个二维数组，示意 10 个桶，每一个桶是一个一维数组用于存放数据
// 为了避免放入数的时候，数据溢出，则每个一维数组的大小定位 arr.length
int[][] bucket = new int[10][arr.length];
// 为了记录每个桶中，理论寄存了多少数据，咱们定义一个一维数组，咱们定义一个一维数组记录各个桶每次放入的数据个数
int[] bucketCounts = new int[10];
for (int k=0,n=1;k
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
// 取出每个元素的个位
int digitOfElement = arr[i] / n % 10;
// 放入到对应的桶中
bucket[digitOfElement][bucketCounts[digitOfElement]] = arr[i];
// 每放一个数据此桶的中的数据就要加一
bucketCounts[digitOfElement]++;
}
// 依照这个桶的程序(一维数组的下标顺次取出数据，放入原来数组)
int index = 0;
// 遍历每一个桶并将桶中数据放入原数组
for (int i = 0; i < bucketCounts.length; i++) {
// 如果桶中有数据咱们才放入到原数组
if (bucketCounts[i] != 0) {
for (int j = 0; j < bucketCounts[i]; j++) {
// 取出元素放入到 arr
arr[index++] = bucket[i][j];
}
}
// 第轮解决后须要将每一个 bucketCounts[i] = 0;
bucketCounts[i] = 0;
}
System.out.println(“ 第 ”+(k+1)+” 轮排序 arr =” + Arrays.toString(arr));
}
}
}