常用Java排序算法详解

零代码研究员 · 发布于 2023-4-19 14:17:04

一、选择排序(SelectSort)
根本原理：对于给定的一组记录，经过第一轮比较后得到最小的记录，然后将该记录与第一个记录的位置停止交换；接着对不包括第一个记录以外的其他记录停止第二次比较，得到最小的记录并与第二个记录停止位置交换；反复该过程，直到停止比较的记录只要一个为止。

public class SelectSort {
public static void selectSort(int[] array) {
int i;
int j;
int temp;
int flag;
for (i = 0; i < array.length; i++) {
temp = array[i];
flag = i;
for (j = i + 1; j < array.length; j++) {
if (array[j] < temp) {
temp = array[j];
flag = j;
}
}
if (flag != i) {
array[flag] = array[i];
array[i] = temp;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] a = { 5, 1, 9, 6, 7, 2, 8, 4, 3 };
selectSort(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
}
}

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二、插入排序(InsertSort)
根本原理：对于给定的一组数据，初始时假设第一个记录自成一个有序序列，其余记录为无序序列。接着从第二个记录开端，依照记录的大小依次将当前处置的记录插入到其之前的有序序列中，直至最后一个记录插入到有序序列中为止。

public class InsertSort {
public static void insertSort(int[] a) {
if (a != null) {
for (int i = 1; i < a.length; i++) {
int temp = a[i];
int j = i;
if (a[j - 1] > temp) {
while (j >= 1 && a[j - 1] > temp) {
a[j] = a[j - 1];
j--;
}
}
a[j] = temp;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] a = { 5, 1, 7, 2, 8, 4, 3, 9, 6 };
// int[] a =null;
insertSort(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
}
}

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三、冒泡排序(BubbleSort)
根本原理：对于给定的n个记录，从第一个记录开端依次对相邻的两个记录停止比较，当前面的记录大于后面的记录时，交换位置，停止一轮比较和换位后，n个记录中的最大记录将位于第n位；然后对前(n-1)个记录停止第二轮比较；反复该过程直到停止比较的记录只剩下一个为止。

public class BubbleSort {
public static void bubbleSort(int array[]) {
int temp = 0;
int n = array.length;
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (array[j] > array[j + 1]) {
temp = array[j];
array[j] = array[j + 1];
array[j + 1] = temp;
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int a[] = { 45, 1, 21, 17, 69, 99, 32 };
bubbleSort(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
}
}

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四、归并排序(MergeSort)
根本原理：利用递归与分治技术将数据序列划分成为越来越小的半子表，再对半子表排序，最后再用递归方法将排好序的半子表合并成为越来越大的有序序列。对于给定的一组记录(假设共有n个记录)，首先将每两个相邻的长度为1的子序列停止归并，得到n/2(向上取整)个长度为2或1的有序子序列，再将其两两归并，反复执行此过程，直到得到一个有序序列。

public class MergeSort {
public static void merge(int array[], int p, int q, int r) {
int i, j, k, n1, n2;
n1 = q - p + 1;
n2 = r - q;
int[] L = new int[n1];
int[] R = new int[n2];
for (i = 0, k = p; i < n1; i++, k++)
L[i] = array[k];
for (i = 0, k = q + 1; i < n2; i++, k++)
R[i] = array[k];
for (k = p, i = 0, j = 0; i < n1 && j < n2; k++) {
if (L[i] > R[j]) {
array[k] = L[i];
i++;
} else {
array[k] = R[j];
j++;
}
}
if (i < n1) {
for (j = i; j < n1; j++, k++)
array[k] = L[j];
}
if (j < n2) {
for (i = j; i < n2; i++, k++) {
array[k] = R[i];
}
}
}
public static void mergeSort(int array[], int p, int r) {
if (p < r) {
int q = (p + r) / 2;
mergeSort(array, p, q);
mergeSort(array, q + 1, r);
merge(array, p, q, r);
}
}
public static void main(String[] args) {
int a[] = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
mergeSort(a, 0, a.length - 1);
for (int j = 0; j < a.length; j++) {
System.out.print(a[j] + " ");
}
}
}

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五、快速排序(QuickSort)
根本原理：对于一组给定的记录，通过一趟排序后，将原序列分为两部分，其中前一部分的所有记录均比后一部分的所有记录小，然后再依次对前后两部分的记录停止快速排序，递归该过程，直到序列中的所有记录均有序为止。

public class QuickSort {
public static void sort(int array[], int low, int high) {
int i, j;
int index;
if (low >= high)
return;
i = low;
j = high;
index = array[i];
while (i < j) {
while (i < j && index <= array[j])
j--;
if (i < j)
array[i++] = array[j];
while (i < j && index > array[i])
i++;
if (i < j)
array[j--] = array[i];
}
array[i] = index;
sort(array, low, i - 1);
sort(array, i + 1, high);
}
public static void quickSort(int array[]) {
sort(array, 0, array.length - 1);
}
public static void main(String[] args) {
int a[] = { 5, 8, 4, 6, 7, 1, 3, 9, 2 };
quickSort(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
}
}

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六、希尔排序(ShellSort)
根本原理：先将待排序的数组元素分成多个子序列，使得每个子序列的元素个数相对减少，然后对各个子序列分别停止直接插入排序，待整个待排序序列"根本有序后"，最后再对所有元素停止一次直接插入排序。

public class ShellSort {
public static void shellSort(int[] a) {
int len = a.length;
int i, j;
int h;
int temp;
for (h = len / 2; h > 0; h = h / 2) {
for (i = h; i < len; i++) {
temp = a[i];
for (j = i - h; j >= 0; j -= h) {
if (temp < a[j]) {
a[j + h] = a[j];
} else
break;
}
a[j + h] = temp;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int a[] = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
shellSort(a);
for (int j = 0; j < a.length; j++) {
System.out.print(a[j] + " ");
}
}
}

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七、最小堆排序(MinHeapSort)
根本原理：对于给定的n个记录，初始时把这些记录看作一颗顺序存储的二叉树，然后将其调整为一个小顶堆，然后将堆的最后一个元素与堆顶元素停止交换后，堆的最后一个元素即为最小记录；接着讲前(n-1)个元素重新调整为一个小顶堆，再将堆顶元素与当前堆的最后一个元素停止交换后得到次小的记录，反复该过程直到调整的堆中只剩一个元素时为止，该元素即为最大记录，此时可得到一个有序序列。

public class MinHeapSort {
public static void adjustMinHeap(int[] a, int pos, int len) {
int temp;
int child;
for (temp = a[pos]; 2 * pos + 1 <= len; pos = child) {
child = 2 * pos + 1;
if (child < len && a[child] > a[child + 1])
child++;
if (a[child] < temp)
a[pos] = a[child];
else
break;
}
a[pos] = temp;
}
public static void myMinHeapSort(int[] array) {
int i;
int len = array.length;
for (i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) {
adjustMinHeap(array, i, len - 1);
}
for (i = len - 1; i >= 0; i--) {
int tmp = array[0];
array[0] = array[i];
array[i] = tmp;
adjustMinHeap(array, 0, i - 1);
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] a = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
myMinHeapSort(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
}
}

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