Java实现几种常见排序方法（下） .

 插入排序的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。其具体步骤参见代码及注释。

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1. /** 
2.  * 插入排序<br/> 
3.  * <ul> 
4.  * <li>从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序</li> 
5.  * <li>取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描</li> 
6.  * <li>如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置</li> 
7.  * <li>重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置</li> 
8.  * <li>将新元素插入到该位置中</li> 
9.  * <li>重复步骤2</li> 
10.  * </ul> 
11.  *  
12.  * @param numbers 
13.  */  
14. public static void insertSort(int[] numbers) {  
15.     int size = numbers.length, temp, j;  
16.     for(int i=1; i<size; i++) {  
17.         temp = numbers[i];  
18.         for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--)  
19.             numbers[j] = numbers[j-1];  
20.         numbers[j] = temp;  
21.     }  
22. }  

/** * 插入排序<br/> * <ul> * <li>从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序</li> * <li>取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描</li> * <li>如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置</li> * <li>重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置</li> * <li>将新元素插入到该位置中</li> * <li>重复步骤2</li> * </ul> * * @param numbers */public static void insertSort(int[] numbers) {int size = numbers.length, temp, j;for(int i=1; i<size; i++) {temp = numbers[i];for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--)numbers[j] = numbers[j-1];numbers[j] = temp;}}

 

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法，归并是指将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。参考代码如下：

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1. /** 
2.  * 归并排序<br/> 
3.  * <ul> 
4.  * <li>申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列</li> 
5.  * <li>设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置</li> 
6.  * <li>比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置</li> 
7.  * <li>重复步骤3直到某一指针达到序列尾</li> 
8.  * <li>将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾</li> 
9.  * </ul> 
10.  * 算法参考：<a href="http://www.cnitblog.com/intrl/" mce_href="http://www.cnitblog.com/intrl/">Java部落</a> 
11.  *  
12.  * @param numbers 
13.  */  
14. public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {  
15.     int t = 1;// 每组元素个数  
16.     int size = right - left + 1;  
17.     while (t < size) {  
18.         int s = t;// 本次循环每组元素个数  
19.         t = 2 * s;  
20.         int i = left;  
21.         while (i + (t - 1) < size) {  
22.             merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));  
23.             i += t;  
24.         }  
25.         if (i + (s - 1) < right)  
26.             merge(numbers, i, i + (s - 1), right);  
27.     }  
28. }  
29. /** 
30.  * 归并算法实现 
31.  *  
32.  * @param data 
33.  * @param p 
34.  * @param q 
35.  * @param r 
36.  */  
37. private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {  
38.     int[] B = new int[data.length];  
39.     int s = p;  
40.     int t = q + 1;  
41.     int k = p;  
42.     while (s <= q && t <= r) {  
43.         if (data[s] <= data[t]) {  
44.             B[k] = data[s];  
45.             s++;  
46.         } else {  
47.             B[k] = data[t];  
48.             t++;  
49.         }  
50.         k++;  
51.     }  
52.     if (s == q + 1)  
53.         B[k++] = data[t++];  
54.     else  
55.         B[k++] = data[s++];  
56.     for (int i = p; i <= r; i++)  
57.         data[i] = B[i];  
58. }  

/** * 归并排序<br/> * <ul> * <li>申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列</li> * <li>设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置</li> * <li>比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置</li> * <li>重复步骤3直到某一指针达到序列尾</li> * <li>将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾</li> * </ul> * 算法参考：<a href="http://www.cnitblog.com/intrl/" mce_href="http://www.cnitblog.com/intrl/">Java部落</a> * * @param numbers */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);}}/** * 归并算法实现 * * @param data * @param p * @param q * @param r */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++];elseB[k++] = data[s++];for (int i = p; i <= r; i++)data[i] = B[i];}

 

将之前介绍的所有排序算法整理成NumberSort类，代码

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1. /** 
2.  * BubbleSort.class 
3.  */  
4. package test.sort;  
5. import java.util.Random;  
6. /** 
7.  * Java实现的排序类 
8.  *  
9.  * @author cyq 
10.  *  
11.  */  
12. public class NumberSort {  
13.     /** 
14.      * 私有构造方法，禁止实例化 
15.      */  
16.     private NumberSort() {  
17.         super();  
18.     }  
19.     /** 
20.      * 冒泡法排序<br/> 
21.      * <ul> 
22.      * <li>比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。</li> 
23.      * <li>对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。</li> 
24.      * <li>针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。</li> 
25.      * <li>持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。</li> 
26.      * </ul> 
27.      *  
28.      * @param numbers 
29.      *            需要排序的整型数组 
30.      */  
31.     public static void bubbleSort(int[] numbers) {  
32.         int temp; // 记录临时中间值  
33.         int size = numbers.length; // 数组大小  
34.         for (int i = 0; i < size - 1; i++) {  
35.             for (int j = i + 1; j < size; j++) {  
36.                 if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置  
37.                     temp = numbers[i];  
38.                     numbers[i] = numbers[j];  
39.                     numbers[j] = temp;  
40.                 }  
41.             }  
42.         }  
43.     }  
44.     /** 
45.      * 快速排序<br/> 
46.      * <ul> 
47.      * <li>从数列中挑出一个元素，称为“基准”</li> 
48.      * <li>重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后， 
49.      * 该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。</li> 
50.      * <li>递归地把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。</li> 
51.      * </ul> 
52.      *  
53.      * @param numbers 
54.      * @param start 
55.      * @param end 
56.      */  
57.     public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {  
58.         if (start < end) {  
59.             int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值）  
60.             int temp; // 记录临时中间值  
61.             int i = start, j = end;  
62.             do {  
63.                 while ((numbers[i] < base) && (i < end))  
64.                     i++;  
65.                 while ((numbers[j] > base) && (j > start))  
66.                     j--;  
67.                 if (i <= j) {  
68.                     temp = numbers[i];  
69.                     numbers[i] = numbers[j];  
70.                     numbers[j] = temp;  
71.                     i++;  
72.                     j--;  
73.                 }  
74.             } while (i <= j);  
75.             if (start < j)  
76.                 quickSort(numbers, start, j);  
77.             if (end > i)  
78.                 quickSort(numbers, i, end);  
79.         }  
80.     }  
81.     /** 
82.      * 选择排序<br/> 
83.      * <ul> 
84.      * <li>在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置</li> 
85.      * <li>再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。</li> 
86.      * <li>以此类推，直到所有元素均排序完毕。</li> 
87.      * </ul> 
88.      *  
89.      * @param numbers 
90.      */  
91.     public static void selectSort(int[] numbers) {  
92.         int size = numbers.length, temp;  
93.         for (int i = 0; i < size; i++) {  
94.             int k = i;  
95.             for (int j = size - 1; j > i; j--) {  
96.                 if (numbers[j] < numbers[k])  
97.                     k = j;  
98.             }  
99.             temp = numbers[i];  
100.             numbers[i] = numbers[k];  
101.             numbers[k] = temp;  
102.         }  
103.     }  
104.     /** 
105.      * 插入排序<br/> 
106.      * <ul> 
107.      * <li>从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序</li> 
108.      * <li>取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描</li> 
109.      * <li>如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置</li> 
110.      * <li>重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置</li> 
111.      * <li>将新元素插入到该位置中</li> 
112.      * <li>重复步骤2</li> 
113.      * </ul> 
114.      *  
115.      * @param numbers 
116.      */  
117.     public static void insertSort(int[] numbers) {  
118.         int size = numbers.length, temp, j;  
119.         for (int i = 1; i < size; i++) {  
120.             temp = numbers[i];  
121.             for (j = i; j > 0 && temp < numbers[j - 1]; j--)  
122.                 numbers[j] = numbers[j - 1];  
123.             numbers[j] = temp;  
124.         }  
125.     }  
126.     /** 
127.      * 归并排序<br/> 
128.      * <ul> 
129.      * <li>申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列</li> 
130.      * <li>设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置</li> 
131.      * <li>比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置</li> 
132.      * <li>重复步骤3直到某一指针达到序列尾</li> 
133.      * <li>将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾</li> 
134.      * </ul> 
135.      * 算法参考：<a href="http://www.cnitblog.com/intrl/" mce_href="http://www.cnitblog.com/intrl/">Java部落</a> 
136.      *  
137.      * @param numbers 
138.      */  
139.     public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {  
140.         int t = 1;// 每组元素个数  
141.         int size = right - left + 1;  
142.         while (t < size) {  
143.             int s = t;// 本次循环每组元素个数  
144.             t = 2 * s;  
145.             int i = left;  
146.             while (i + (t - 1) < size) {  
147.                 merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));  
148.                 i += t;  
149.             }  
150.             if (i + (s - 1) < right)  
151.                 merge(numbers, i, i + (s - 1), right);  
152.         }  
153.     }  
154.     /** 
155.      * 归并算法实现 
156.      *  
157.      * @param data 
158.      * @param p 
159.      * @param q 
160.      * @param r 
161.      */  
162.     private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {  
163.         int[] B = new int[data.length];  
164.         int s = p;  
165.         int t = q + 1;  
166.         int k = p;  
167.         while (s <= q && t <= r) {  
168.             if (data[s] <= data[t]) {  
169.                 B[k] = data[s];  
170.                 s++;  
171.             } else {  
172.                 B[k] = data[t];  
173.                 t++;  
174.             }  
175.             k++;  
176.         }  
177.         if (s == q + 1)  
178.             B[k++] = data[t++];  
179.         else  
180.             B[k++] = data[s++];  
181.         for (int i = p; i <= r; i++)  
182.             data[i] = B[i];  
183.     }  
184.   
185. }  

/** * BubbleSort.class */package test.sort;import java.util.Random;/** * Java实现的排序类 * * @author cyq * */public class NumberSort {/** * 私有构造方法，禁止实例化 */private NumberSort() {super();}/** * 冒泡法排序<br/> * <ul> * <li>比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。</li> * <li>对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。</li> * <li>针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。</li> * <li>持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。</li> * </ul> * * @param numbers * 需要排序的整型数组 */public static void bubbleSort(int[] numbers) {int temp; // 记录临时中间值int size = numbers.length; // 数组大小for (int i = 0; i < size - 1; i++) {for (int j = i + 1; j < size; j++) {if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置temp = numbers[i];numbers[i] = numbers[j];numbers[j] = temp;}}}}/** * 快速排序<br/> * <ul> * <li>从数列中挑出一个元素，称为“基准”</li> * <li>重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后， * 该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。</li> * <li>递归地把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。</li> * </ul> * * @param numbers * @param start * @param end */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);}}/** * 选择排序<br/> * <ul> * <li>在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置</li> * <li>再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。</li> * <li>以此类推，直到所有元素均排序完毕。</li> * </ul> * * @param numbers */public static void selectSort(int[] numbers) {int size = numbers.length, temp;for (int i = 0; i < size; i++) {int k = i;for (int j = size - 1; j > i; j--) {if (numbers[j] < numbers[k])k = j;}temp = numbers[i];numbers[i] = numbers[k];numbers[k] = temp;}}/** * 插入排序<br/> * <ul> * <li>从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序</li> * <li>取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描</li> * <li>如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置</li> * <li>重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置</li> * <li>将新元素插入到该位置中</li> * <li>重复步骤2</li> * </ul> * * @param numbers */public static void insertSort(int[] numbers) {int size = numbers.length, temp, j;for (int i = 1; i < size; i++) {temp = numbers[i];for (j = i; j > 0 && temp < numbers[j - 1]; j--)numbers[j] = numbers[j - 1];numbers[j] = temp;}}/** * 归并排序<br/> * <ul> * <li>申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列</li> * <li>设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置</li> * <li>比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置</li> * <li>重复步骤3直到某一指针达到序列尾</li> * <li>将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾</li> * </ul> * 算法参考：<a href="http://www.cnitblog.com/intrl/" mce_href="http://www.cnitblog.com/intrl/">Java部落</a> * * @param numbers */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);}}/** * 归并算法实现 * * @param data * @param p * @param q * @param r */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++];elseB[k++] = data[s++];for (int i = p; i <= r; i++)data[i] = B[i];}}

数字排序算法通常用来作为算法入门课程的基本内容，在实际应用（尤其是普通商业软件）中使用的频率较低，但是通过排序算法的实现，可以深入了解计算机语言的特点，可以以此作为学习各种编程语言的基础。

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