Java的8大排序的基本思想及实例解读

本文主要详解了Java语言的8大排序的基本思想以及实例解读，详细请看下文:

8种排序之间的关系:

 

1， 直接插入排序

（1）基本思想：在要排序的一组数中，假设前面(n-1)[n>=2] 个数已经是排

好顺序的，现在要把第n个数插到前面的有序数中，使得这n个数

也是排好顺序的。如此反复循环，直到全部排好顺序。

（2）实例

（3）用java实现

package com.njue;   2     3 public class insertSort {   4 public insertSort(){   5     inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};   6     int temp=0;   7     for(int i=1;i<a.length;i++){   8        int j=i-1;   9        temp=a[i];  10        for(;j>=0&&temp<a[j];j--){  11        a[j+1]=a[j];                       //将大于temp的值整体后移一个单位  12        }  13        a[j+1]=temp;  14     }  15     for(int i=0;i<a.length;i++)  16        System.out.println(a[i]);  17 }  18 } 

2，希尔排序（最小增量排序）

（1）基本思想：算法先将要排序的一组数按某个增量d（n/2,n为要排序数的 个数）分成若干组，每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序，

　　然后再用一个较小的增量（d/2）对它进行分组，在每组中再进行直接插入 排序。当增量减到1时，进行直接插入排序后，排序完成。

（2）实例：

（3）用java实现

    public class shellSort {   2     public  shellSort(){   3         int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};   4         double d1=a.length;   5         int temp=0;   6         while(true){   7             d1= Math.ceil(d1/2);   8             int d=(int) d1;   9             for(int x=0;x<d;x++){  10                 for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){  11                     int j=i-d;  12                     temp=a[i];  13                     for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){  14                     a[j+d]=a[j];  15                     }  16                     a[j+d]=temp;  17                 }  18             }  19             if(d==1)  20                 break;  21         }  22         for(int i=0;i<a.length;i++)  23             System.out.println(a[i]);  24     }  25     } 

3.简单选择排序

（1）基本思想：在要排序的一组数中，选出最小的一个数与第一个位置的数交换；

然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换，如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。

（2）实例：

（3）用java实现

    public class selectSort {   2         public selectSort(){   3             int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45};   4             int position=0;   5             for(int i=0;i<a.length;i++){   6                    7                 int j=i+1;   8                 position=i;   9                 int temp=a[i];  10                 for(;j<a.length;j++){  11                 if(a[j]<temp){  12                     temp=a[j];  13                     position=j;  14                 }  15                 }  16                 a[position]=a[i];  17                 a[i]=temp;  18             }  19             for(int i=0;i<a.length;i++)  20                 System.out.println(a[i]);  21         }  22     }  

4，堆排序

（1）基本思想：堆排序是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。

堆的定义如下：具有n个元素的序列 （h1,h2,...,hn),当且仅当满足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1） (i=1,2,...,n/2)时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。由堆的定义可以看出，堆顶元素（即第一个元素）必为最大项（大顶堆）。完全二 叉树可以很直观地表示堆的结构。堆顶为根，其它为左子树、右子树。初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树，调整它们的存储序，使之成为一个 堆，这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类推，直到只有两个节点的堆，并对 它们作交换，最后得到有n个节点的有序序列。从算法描述来看，堆排序需要两个过程，一是建立堆，二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。所以堆排序有两个函 数组成。一是建堆的渗透函数，二是反复调用渗透函数实现排序的函数。

（2）实例：

初始序列：46,79,56,38,40,84

建堆：

 

 

交换，从堆中踢出最大数

 

 

 

依次类推：最后堆中剩余的最后两个结点交换，踢出一个，排序完成。

（3）用java实现

import java.util.Arrays;   2   3 public class HeapSort {   4      int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};   5     public  HeapSort(){   6         heapSort(a);   7     }   8     public  void heapSort(int[] a){   9         System.out.println("开始排序");  10         int arrayLength=a.length;  11         //循环建堆  12         for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){  13             //建堆  14  15       buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);  16             //交换堆顶和最后一个元素  17             swap(a,0,arrayLength-1-i);  18             System.out.println(Arrays.toString(a));  19         }  20     }  21  22     private  void swap(int[] data, int i, int j) {  23         // TODO Auto-generated method stub  24         int tmp=data[i];  25         data[i]=data[j];  26         data[j]=tmp;  27     }  28     //对data数组从0到lastIndex建大顶堆  29     private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {  30         // TODO Auto-generated method stub  31         //从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始  32         for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){  33             //k保存正在判断的节点  34             int k=i;  35             //如果当前k节点的子节点存在  36             while(k*2+1<=lastIndex){  37                 //k节点的左子节点的索引  38                 int biggerIndex=2*k+1;  39                 //如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在  40                 if(biggerIndex<lastIndex){  41                     //若果右子节点的值较大  42                     if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){  43                         //biggerIndex总是记录较大子节点的索引  44                         biggerIndex++;  45                     }  46                 }  47                 //如果k节点的值小于其较大的子节点的值  48                 if(data[k]<data[biggerIndex]){  49                     //交换他们  50                     swap(data,k,biggerIndex);  51                     //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  52                     k=biggerIndex;  53                 }else{  54                     break;  55                 }  56             }

5.冒泡排序

（1）基本思想：在要排序的一组数中，对当前还未排好序的范围内的全部数，自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整，让较大的数往下沉，较小的往上冒。即：每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时，就将它们互换。

（2）实例：

 

 

（3）用java实现

public class bubbleSort {   2 public  bubbleSort(){   3      int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};   4     int temp=0;   5     for(int i=0;i<a.length-1;i++){   6         for(int j=0;j<a.length-1-i;j++){   7         if(a[j]>a[j+1]){   8             temp=a[j];   9             a[j]=a[j+1];  10             a[j+1]=temp;  11         }  12         }  13     }  14     for(int i=0;i<a.length;i++)  15     System.out.println(a[i]);     16 }  17 }  

 

6.快速排序

 

（1）基本思想：选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描，将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分。

（2）实例：

 

 

（3）用java实现

    public class quickSort {   2       int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};   3     public  quickSort(){   4         quick(a);   5         for(int i=0;i<a.length;i++)   6             System.out.println(a[i]);   7     }   8     public int getMiddle(int[] list, int low, int high) {      9                 int tmp = list[low];    //数组的第一个作为中轴     10                 while (low < high) {     11                     while (low < high && list[high] >= tmp) {     12      13           high--;     14                     }     15                     list[low] = list[high];   //比中轴小的记录移到低端     16                     while (low < high && list[low] <= tmp) {     17                         low++;     18                     }     19                     list[high] = list[low];   //比中轴大的记录移到高端     20                 }     21                list[low] = tmp;              //中轴记录到尾     22                 return low;                   //返回中轴的位置     23             }    24     public void _quickSort(int[] list, int low, int high) {     25                 if (low < high) {     26                    int middle = getMiddle(list, low, high);  //将list数组进行一分为二     27                     _quickSort(list, low, middle - 1);        //对低字表进行递归排序     28                    _quickSort(list, middle + 1, high);       //对高字表进行递归排序     29                 }     30             }   31     public void quick(int[] a2) {     32                 if (a2.length > 0) {    //查看数组是否为空     33                     _quickSort(a2, 0, a2.length - 1);     34             }     35            }   36     }  

 

7、归并排序

（1）基本排序：归并（Merge）排序法是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。

（2）实例：

 

 

（3）用java实现

    import java.util.Arrays;           public class mergingSort {      int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};      public  mergingSort(){          sort(a,0,a.length-1);          for(int i=0;i<a.length;i++)              System.out.println(a[i]);      }      public void sort(int[] data, int left, int right) {          // TODO Auto-generated method stub          if(left<right){              //找出中间索引              int center=(left+right)/2;              //对左边数组进行递归              sort(data,left,center);              //对右边数组进行递归              sort(data,center+1,right);              //合并              merge(data,left,center,right);                        }      }      public void merge(int[] data, int left, int center, int right) {          // TODO Auto-generated method stub          int [] tmpArr=new int[data.length];          int mid=center+1;          //third记录中间数组的索引          int third=left;          int tmp=left;          while(left<=center&&mid<=right){              //从两个数组中取出最小的放入中间数组              if(data[left]<=data[mid]){                  tmpArr[third++]=data[left++];              }else{                  tmpArr[third++]=data[mid++];              }          }          //剩余部分依次放入中间数组          while(mid<=right){              tmpArr[third++]=data[mid++];          }          while(left<=center){              tmpArr[third++]=data[left++];          }          //将中间数组中的内容复制回原数组          while(tmp<=right){              data[tmp]=tmpArr[tmp++];          }          System.out.println(Arrays.toString(data));      }           }  

 

8、基数排序

（1）基本思想：将所有待比较数值（正整数）统一为同样的数位长度，数位较短的数前面补零。然后，从最低位开始，依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。

（2）实例：

 

（3）用java实现

import java.util.ArrayList;   2 import java.util.List;   3   4 public class radixSort {   5     int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,101,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};   6 public radixSort(){   7     sort(a);   8     for(int i=0;i<a.length;i++)   9         System.out.println(a[i]);  10 }  11 public  void sort(int[] array){     12                  13             //首先确定排序的趟数;     14         int max=array[0];     15         for(int i=1;i<array.length;i++){     16                if(array[i]>max){     17                max=array[i];     18                }     19             }     20  21     int time=0;     22            //判断位数;     23             while(max>0){     24                max/=10;     25                 time++;     26             }     27                  28         //建立10个队列;     29             List<ArrayList> queue=new ArrayList<ArrayList>();     30             for(int i=0;i<10;i++){     31                 ArrayList<Integer> queue1=new ArrayList<Integer>();   32                 queue.add(queue1);     33         }     34                 35             //进行time次分配和收集;     36             for(int i=0;i<time;i++){     37                      38                 //分配数组元素;     39                for(int j=0;j<array.length;j++){     40                     //得到数字的第time+1位数;   41                    int x=array[j]%(int)Math.pow(10, i+1)/(int)Math.pow(10, i);  42                    ArrayList<Integer> queue2=queue.get(x);  43                    queue2.add(array[j]);  44                    queue.set(x, queue2);  45             }     46                 int count=0;//元素计数器;     47             //收集队列元素;     48                 for(int k=0;k<10;k++){   49                 while(queue.get(k).size()>0){  50                     ArrayList<Integer> queue3=queue.get(k);  51                         array[count]=queue3.get(0);     52                         queue3.remove(0);  53                     count++;  54               }     55             }     56           }     57                  58    }    59  60 }