JAVA基础--6种常用排序算法

各种排序的时间、空间复杂度：

稳定性是指排序中相同的数在排序前后，他们的相对位置不会发生改变。

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。

   
   

   
   

如何写成代码：

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 class Test {public static void main(String[] args) {int[] c = {1,3,5,7,9,8,6,4,2,0};for(int i=1;i<c.length;i++){int position = i;int current = c[i];for(int j=i-1;j>=0;j--){//先让一段有序，再依次往后遍历，依次插入。if(c[j] > current){c[j+1]=c[j];position--;}}c[position] = current;}//打印排好序列 for(int q=0;q<c.length;q++){System.out.print(c[q]+" ");}}}

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。

   
   

   
   

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 class Test {public static void main(String[] args) {int[] c = {1,3,5,7,9,8,6,4,2,0};ShellSort(c);//打印排好序列 for(int q=0;q<c.length;q++){System.out.print(c[q]+" ");}}public static void ShellSort(int[] a){int d = a.length;while(d>0){d=d/2;for(int x=0;x<d;x++){for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){int j=i-d;int current = a[i];//while(j>=0 ){//if(a[j] > current){//a[j+d] = a[j];//}//j-=d;//}//此处有两个判断条件，当都满足是才执行。不要写成上面的错误方式。for(;j>=0&¤t < a[j];j-=d){a[j+d]=a[j];}a[j+d] = current;}}}}}

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。

   
   

   
   

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 class Test {public static void main(String[] args) {int[] c = {1,3,5,7,9,8,6,4,2,0,10};int i,j,k;//选择排序for(i=0;i<c.length-1;i++){k=i;for(j=i+1;j<c.length;j++){if(c[k] > c[j]){k=j;}}{int temp = c[i];c[i]= c[k];c[k]=temp;}}for(int q=0;q<c.length;q++){System.out.print(c[q]+" ");}}}

4.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。

   
   

   
   

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 class Test {public static void main(String[] args) {int[] c = {1,3,5,7,9,8,6,4,2,0,10};int i,j;//冒泡排序for(i=0;i<c.length-1;i++){for(j=0;j<c.length-i-1;j++){if(c[j]>c[j+1]){int temp = c[j];c[j] = c[j+1];c[j+1] = temp;}}}for(int q=0;q<c.length;q++){System.out.print(c[q]+" ");}}}

5.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。

   
   

   
   

代码实现如下：

public class Test {public static void main(String[] args) {int[] c = {1,3,5,7,9,8,6,4,2,0};QuickSort(c, 0, c.length-1);//打印排好序列 for(int q=0;q<c.length;q++){System.out.print(c[q]+" ");}}public static void QuickSort(int[] a,int start,int end){if(start < end ){int base = a[start];int i= start,j=end;do{while(i < end && a[i] < base)i++;while(j > start && a[j] > base)j--;if(i<=j){int temp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = temp;i++;j--;}}while(i<=j);if(i< end)QuickSort(a,i,end);if(j > start)QuickSort(a,start,j);}}}

6.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。

   
   

   
   

代码实现如下：

public class Test {public static void main(String[] args) {int[] c = {1,3,5,7,9,8,6,4,2,0};//调用归并排序操作。mergeSort2(c, 0, c.length-1);//打印排好序列 for(int q=0;q<c.length;q++){System.out.print(c[q]+" ");}}public static void mergeSort2(int[] numbers,int start,int end){if(start < end){int mid = (start + end)/2;mergeSort2(numbers,start,mid);mergeSort2(numbers,mid+1,end);merge2(numbers,start,end,mid);}}private static void merge2(int[] numbers, int start, int end, int mid) {int i = start,j=mid+1,k=0;int[] temp = new int[end+1];//两路归并操作。while(i<=mid && j<=end){if(numbers[i]<=numbers[j]){temp[k++]=numbers[i++];}else{temp[k++]=numbers[j++];}}//如果两个路的长度不一样，将长了的粘在缓存后面。while(i<=mid){temp[k++] = numbers[i++];}while(j<=end){temp[k++] = numbers[j++];}//将排好的新数组赋值回原来的数组for(i = 0;i<k;i++){numbers[start+i]=temp[i];}}}