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一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

1.直接插入排序

经常碰到这样一类排序问题:把新的数据插入到已经排好的数据列中。

  1. 将第一个数和第二个数排序,然后构成一个有序序列
  2. 将第三个数插入进去,构成一个新的有序序列。
  3. 对第四个数、第五个数……直到最后一个数,重复第二步。
    一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

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如何写写成代码:

  1. 首先设定插入次数,即循环次数,for(int i=1;i<length;i++),1个数的那次不用插入。
  2. 设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。
  3. 从最后一个数开始向前循环,如果插入数小于当前数,就将当前数向后移动一位。
  4. 将当前数放置到空着的位置,即j+1。

代码实现如下:

public void insertSort(int[] a){         int length=a.length;//数组长度,将这个提取出来是为了提高速度。         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;//已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的数向后移动一格                 a[j+1]=a[j];//元素移动一格                 j--;             }             a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。         }     }

2.希尔排序

对于直接插入排序问题,数据量巨大时。

  1. 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,构成有序序列。
  2. 再取k=k/2 ,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。
  3. 重复第二步,直到k=1执行简单插入排序。
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如何写成代码:

  1. 首先确定分的组数。
  2. 然后对组中元素进行插入排序。
  3. 然后将length/2,重复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为有序序列最后一位的位数                     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];//向后移动d位                     }                     a[j + d] = temp;                 }             }         }     }

3.简单选择排序

常用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比较都交换,那么就是交换排序;如果每次比较完一个循环再交换,就是简单选择排序。)

  1. 遍历整个序列,将最小的数放在最前面。
  2. 遍历剩下的序列,将最小的数放在最前面。
  3. 重复第二步,直到只剩下一个数。
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如何写成代码:

  1. 首先确定循环次数,并且记住当前数字和当前位置。
  2. 将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比,小数赋值给key,并记住小数的位置。
  3. 比对完成后,将最小的值与第一个数的值交换。
  4. 重复2、3步。

代码实现如下:

    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++) {//选出最小的值和位置                 if (a[j] < key) {                     key = a[j];                     position = j;                 }             }             a[position]=a[i];//交换位置             a[i]=key;         }     }

4.堆排序

对简单选择排序的优化。

  1. 将序列构建成大顶堆。
  2. 将根节点与最后一个节点交换,然后断开最后一个节点。
  3. 重复第一、二步,直到所有节点断开。
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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);             //交换堆顶和最后一个元素               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(最后一个节点)的父节点开始           for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){             //k保存正在判断的节点               int k=i;             //如果当前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]){                     //交换他们                       swap(data,k,biggerIndex);                     //将biggerIndex赋予k,开始while循环的下一次循环,重新保证k节点的值大于其左右子节点的值                       k=biggerIndex;                 }else{                     break;                 }             }         }     }

5.冒泡排序

一般不用。

  1. 将序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。
  2. 将剩余序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。
  3. 重复第二步,直到只剩下一个数。
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如何写成代码:

  1. 设置循环次数。
  2. 设置开始比较的位数,和结束的位数。
  3. 两两比较,将最小的放到前面去。
  4. 重复2、3步,直到循环次数完毕。

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;                 }             }         }     }

6.快速排序

要求时间最快时。

  1. 选择第一个数为p,小于p的数放在左边,大于p的数放在右边。
  2. 递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行,直到不能递归。
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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; // 记录临时中间值            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);        }    }

7.归并排序

速度仅次于快排,内存少的时候使用,可以进行并行计算的时候使用。

  1. 选择相邻两个数组成一个有序序列。
  2. 选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。
  3. 重复第二步,直到全部组成一个有序序列。
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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];    }

8.基数排序

用于大量数,很长的数进行排序时。

  1. 将所有的数的个位数取出,按照个位数进行排序,构成一个序列。
  2. 将新构成的所有的数的十位数取出,按照十位数进行排序,构成一个序列。
    一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

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++;         }         //建立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次分配和收集;              for (int i = 0; i < time; i++) {             //分配数组元素;                  for (int j = 0; j < array.length; j++) {                 //得到数字的第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++;                 }             }         }     }

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