程序员必知的8大排序（java实现）

程序员必知的8大排序（java实现）

　　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

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package com.njue;

public class insertSort {

public insertSort(){

    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};

    inttemp=0;

    for(inti=1;i<a.length;i++){

       intj=i-1;

       temp=a[i];

       for(;j>=0&&temp<a[j];j--){

       a[j+1]=a[j];                      //将大于temp的值整体后移一个单位

       }

       a[j+1]=temp;

    }

    for(inti=0;i<a.length;i++)

       System.out.println(a[i]);

}

}

　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

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public class shellSort {

public  shellSort(){

    inta[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};

    doubled1=a.length;

    inttemp=0;

    while(true){

        d1= Math.ceil(d1/2);

        intd=(int) d1;

        for(intx=0;x<d;x++){

            for(inti=x+d;i<a.length;i+=d){

               int j=i-d;

               temp=a[i];

               for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){

               a[j+d]=a[j];

               }

               a[j+d]=temp;

            }

        }

        if(d==1)

            break;

    }

    for(inti=0;i<a.length;i++)

        System.out.println(a[i]);

}

}

　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

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public class selectSort {

    publicselectSort(){

        inta[]={1,54,6,3,78,34,12,45};

        intposition=0;

        for(inti=0;i<a.length;i++){

           

            int j=i+1;

            position=i;

            int temp=a[i];

            for(;j<a.length;j++){

            if(a[j]<temp){

               temp=a[j];

               position=j;

            }

            }

            a[position]=a[i];

            a[i]=temp;

        }

        for(inti=0;i<a.length;i++)

            System.out.println(a[i]);

    }

}

　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

　　剩余结点再建堆，再交换踢出最大数

　　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

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import java.util.Arrays;

public class HeapSort {

     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};

    public HeapSort(){

        heapSort(a);

    }

    public void heapSort(int[] a){

        System.out.println("开始排序");

        intarrayLength=a.length;

        //循环建堆

        for(inti=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, intj) {

        // 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

    privatevoid 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(inti=(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

　　（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

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public class bubbleSort {

public  bubbleSort(){

     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};

    inttemp=0;

    for(inti=0;i<a.length-1;i++){

        for(intj=0;j<a.length-1-i;j++){

        if(a[j]>a[j+1]){

            temp=a[j];

            a[j]=a[j+1];

            a[j+1]=temp;

        }

        }

    }

    for(inti=0;i<a.length;i++)

    System.out.println(a[i]);  

  }

}

　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

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public class quickSort {

  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};

public  quickSort(){

    quick(a);

    for(inti=0;i<a.length;i++)

        System.out.println(a[i]);

}

public 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 void _quickSort(int[] list,int low, int high) {  

            if (low < high) {  

               int middle = getMiddle(list, low, high); //将list数组进行一分为二  

               _quickSort(list, low, middle - 1);       //对低字表进行递归排序  

               _quickSort(list, middle + 1, high);      //对高字表进行递归排序  

            }  

        }

public void quick(int[] a2) {  

            if (a2.length > 0) {    //查看数组是否为空  

               _quickSort(a2, 0, a2.length -1);  

        }  

     }

}

　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

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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(inti=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, intright) {

    // TODO Auto-generated method stub

    int[] tmpArr=new int[data.length];

    intmid=center+1;

    //third记录中间数组的索引

    intthird=left;

    inttmp=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

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import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class radixSort {

    inta[]={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};

public radixSort(){

    sort(a);

    for(inti=0;i<a.length;i++)

        System.out.println(a[i]);

}

public  void sort(int[] array){  

              

            //首先确定排序的趟数;  

        int max=array[0];  

        for(inti=1;i<array.length;i++){  

               if(array[i]>max){  

               max=array[i];  

               }  

            }  

    inttime=0;  

           //判断位数;  

            while(max>0){  

               max/=10;  

               time++;  

            }  

              

        //建立10个队列;  

            List<ArrayList> queue=newArrayList<ArrayList>();  

            for(inti=0;i<10;i++){  

               ArrayList<Integer> queue1=newArrayList<Integer>();

               queue.add(queue1);  

        }  

             

            //进行time次分配和收集;  

            for(inti=0;i<time;i++){  

                  

               //分配数组元素;  

               for(intj=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(intk=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++;

              }  

            }  

    }            

   } 

}