import java.util.Arrays;public class Sort {//排序为从小到大序列/** * 冒泡排序：一趟一趟的比较，比较相邻元素的大小，每趟有一个元素沉入最后面的位置 * 属于交换类排序 * 稳定的排序算法 * 平均时间复杂度O(n*n) * 最坏时间复杂度O(n*n) * 空间复杂度O(1) * n较小时适用 */public static void bubbleSort(int[] array, int off, int len) {System.out.println("BubbleSort()");for (int i=1; i<len; i++ ) {//第i趟比较boolean isSorted = true;//检测是否有交换for (int j=off; j<off+len-i ; j++){if (array[j+1]<array[j]){swap(array, j, j+1);isSorted = false;//有交换}}if (isSorted == true)//无交换跳出循环，完成排序 break;}}/** * 直接插入排序：每一轮第i个元素跟前面的i-1个元素从后向前比较，一直比较到合适插入的位置 * 属于插入类排序 * 稳定的排序算法 * 平均时间复杂度O(n*n) * 最坏时间复杂度O(n*n) * 空间复杂度O(1) * 大部分有序时适用 */public static void insertSort(int[] array, int off, int len) {System.out.println("InsertSort()");int i,j,current;//current记录当前插入元素for (i=off+1; i<off+len; i++) {//array[i]待插入元素，j为比较元素的下标for (j=i-1, current = array[i]; j>=off && array[j]>current; j--) {array[j+1] = array[j];}array[j+1] = current;}}/** * 直接选择排序：第i轮选择剩余最小的元素放入到第i的位置上 * 属于选择类排序 * 不稳定的排序算法 ：如58529第一轮选择交换5和2，破换了原来两个5的顺序 * 平均时间复杂度O(n*n) * 最坏时间复杂度O(n*n) * 空间复杂度O(1) * 当n较小时适用 */public static void selectSort(int[] array, int off, int len) {for (int i=off; i<off+len-1; i++) {int minIndex = i, min = array[i];//最小元素及下标for(int j=i; j<off+len; j++) {//j为所有待选择元素if (array[j] < min) {//array[j]更小min = array[j];minIndex = j;}}swap(array, minIndex, i);//选择最小元素放入array[i]}}/** * 快速排序：递归算法，将较大的一组换到后面去，较小的一组在前面，前面和后面的分别再递归调用 * 属于交换类排序 * 不稳定的排序算法 ：如35512第一轮时前面的5和后面的2换位置，后面的5和1换位置，位置顺序被破坏 * 平均时间复杂度O(n*log2n) * 最坏时间复杂度O(n*n) * 空间复杂度O(1) * n较大 时适用 */public static void quickSort(int[] array, int off, int len) {if (len <= 1)return;if (len == 2)//长度大于三才进行划分if (array[off] > array[off+1]){swap(array, off, off+1);return;}int start = off + 1, end = off + len - 1;//交换的开始和结束位置int middleV = array[off];//可以将off和 off+len-1和off+(len-1)/2三个元素中间的赋值while(start < end) {while (array[start] < middleV && start < end) start++;while (array[end] > middleV && end > start)end--;if (start < end) {swap(array, start, end);start++;end--;}}int mid = off;if (array[off] > array[end]){swap(array, end, off);mid = end;}quickSort(array, off, mid-off);quickSort(array, mid+1, len-mid+off-1);}/** * 希尔排序：分组交换的思想，先分组，后交换排序 * 属于交换类排序 * 不稳定的排序算法 ：分组之后交换打破了稳定性 * 平均时间复杂度O(n*log2n) * 最坏时间复杂度O(n^s) 1<s<2 * 空间复杂度O(1) * n较大时适用 */public static void shellSort(int[] array, int off, int len){int d = len / 2;//组内元素的间隔while(d >= 1) {//直到退化到bubble为止shellSortDivision(d,array, off, len);d /= 2;}}private static void shellSortDivision(int d, int[] array, int off, int len) {// TODO Auto-generated method stubfor (int i = 0; i < d ; i++) {//第i个分组for (int j=1; j<=(len-1-i)/d; j++) {//分组内bubbleboolean isSorted = true;for(int k=off+i; k+d<=off+len-(j-1)*d-1; k+=d){if (array[k] > array[k+d]) {swap(array, k, k+d);isSorted = false;}}if (isSorted == true)break;}}}/** * 归并算法：分而治之的思想 * 属于归并类排序 * 稳定的排序算法 * 平均时间复杂度O(n*log2n) * 最坏时间复杂度O(n*log2n) * 空间复杂度O(n) * n较大时适用 */public static void MergeSort(int[] array, int off, int len) {if (len < 2)return;else if (len == 2){if (array[off] > array[off+1])swap(array, off, off+1);return;}else {int middle = off + (len-1)/2;MergeSort(array, off, middle-off+1);MergeSort(array, middle+1, len-middle+off-1);Merge(array,off,middle,off+len-1);}}public static void Merge(int[] array, int left, int middle, int right) {int l = left, r = middle+1, count = 0;int[] newArray = new int[right-left+1];while(l <= middle && r <= right) {if (array[l] < array[r])newArray[count++] = array[l++];elsenewArray[count++] = array[r++];}while (l <= middle) newArray[count++] = array[l++];while (r <= right)newArray[count++] = array[r++];for(int i=left,j=0; i<=right; i++) {array[i] = newArray[j++];}//array = newArray;}/** * 堆算法：大根堆a[i] > a[2*i],a[i] > a[2*i+1]，先建大根堆，然后不断的：取最大的，调整 * 属于选择类排序 * 不稳定的排序算法：在调整位置时打破了稳定性 * 平均时间复杂度O(n*log2n) * 最坏时间复杂度O(n*log2n) * 空间复杂度O(1) * n较大时适用，选择前i大时适用 */public static void heapSort(int[] array, int off, int len) {buildHeap(array,off, len);for (int i = 0;i < len; i++) {swap(array,off,off+len-i-1);//将大根堆最大元素与最后面的位置做交换shiftDown(array, off, len-i-1, 0);//始终调整第一个元素}}private static void buildHeap(int[] array, int left, int len) {int pos= len/2 - 1;//从第一个非叶子节点开始 for(int i=pos;i>=0;i--) { shiftDown(array,left,len,i); //调整第i个非叶子节点 }}private static void shiftDown(int[] array, int left, int len, int pos) {// TODO Auto-generated method stubint tmp = array[left+pos];int indexLC = pos*2 + 1, index;//左孩子while(indexLC < len) {//判断孩子是否存在if (indexLC+1 < len && array[left+indexLC]<array[left+indexLC+1])index = indexLC + 1;//右孩子大elseindex = indexLC;//左孩子大if(tmp < array[left+index]) {//交换array[left+pos] = array[left+index];pos = index;//交换后大值继续跟孩子比较indexLC = pos*2 + 1;}else break;}array[left+pos] = tmp;//跟目标交换完成}/** * 基数排序 * 稳定的排序算法 * 最差时间复杂度是 O(k·n) * 空间复杂度O(k·n) * 多个刻度指标时适用 * @param array * @param radix 基数 * @param distance 几遍 */ private static void radixSort(int[] array,int radix, int distance) { //array为待排序数组 //radix，代表基数 //代表排序元素的位数 int length = array.length; int[] temp = new int[length];//用于暂存元素 int[] count = new int[radix];//用于统计基数内元素个数 int divide = 1; for (int i = 0; i < distance; i++) { System.arraycopy(array, 0,temp, 0, length); Arrays.fill(count, 0); for (int j = 0; j < length; j++) { int tempKey = (temp[j]/divide)%radix; count[tempKey]++; //基数选中计数 } for (int j = 1; j < radix; j++) { count [j] = count[j] + count[j-1];//累计计数 } for (int j = length - 1; j >= 0; j--) { int tempKey = (temp[j]/divide)%radix; count[tempKey]--;//从后往前赋值 array[count[tempKey]] = temp[j]; } divide = divide * radix; } } //交换两个元素private static void swap(int[] array, int a, int b) {int t = array[a];array[a] = array[b];array[b] = t; }//打印数组private static void printArray(String s, int[] array, int off, int len) {System.out.print(s);for(int i=off; i<off+len; i++) {if (i == off)System.out.print("[" + array[i] + ",");else if (i == off+len-1)System.out.print(array[i]);else System.out.print(array[i] + ",");}System.out.println("]");}private static int getMiddleIndexOfThreeElement(int[] array,int a, int b, int c) {if (array[a] < array[b]) {if (array[b] < array[c])return b;else if (array[c] < array[a])return a;else return c;}else {if (array[a] < array[c])return a;else if (array[c] < array[b])return b;else return c;}}public static int getMiddle(int[] list, int low, int high) { int tmp = list[low]; //数组的第一个作为中轴 while (low < high) { while (low < high && list[high] > tmp) { high--; } list[low] = list[high];//比中轴小的记录移到低端 while (low < high && list[low] <= tmp) { low++; } list[high] = list[low]; //比中轴大的记录移到高端 } list[low] = tmp; //中轴记录到尾 return low; //返回中轴的位置 } public static void quickSort2(int[] array, int low, int high) { if (low < high) { int middle = getMiddle(array, low, high); //将list数组进行一分为二 quickSort2(array, low, middle - 1); //对低字表进行递归排序 quickSort2(array, middle + 1, high); //对高字表进行递归排序 } } /** * @param args */public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubint[] array = {5,7,8,5,21,5,7,1,23,53,6,47,7,2,4,74,7};printArray("排序前:", array, 0, array.length);Sort.heapSort(array, 0, array.length);printArray("排序后:", array, 0, array.length);}}
