Java程序员必知的8大排序

Java程序员必知的8大排序

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 ppl;    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};      int temp=0;       for(int i=1;i<a.length;i++){         int j=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(int i=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

public class shellSort {    public  shellSort(){       int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};    double d1=a.length;       int temp=0;        while(true){           d1= Math.ceil(d1/2);              int d=(int) d1;              for(int x=0;x<d;x++){                     for(int i=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(int i=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：

public class selectSort {      public selectSort(){           int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45};        int position=0;            for(int i=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(int i=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

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

package junit.test;import java.util.Arrays;public class HeapSort {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 HeapSort() {heapSort(a);}public void heapSort(int[] a) {System.out.println("开始排序");int arrayLength = a.length; // 循环建堆for (int i = 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, int j) { // TODO Auto-generated method// stubint tmp = data[i];data[i] = data[j];data[j] = tmp;} // 对data数组从0到lastIndex建大顶堆private void 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 (int i = (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

package junit.test;public class bubbleSort {public bubbleSort() {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 };int temp = 0;for (int i = 0; i < a.length - 1; i++) {for (int j = 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 (int i = 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

package junit.test;public class quickSort {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 quickSort() {quick(a);for (int i = 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

package junit.test;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) { 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) {                       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

package junit.test;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class radixSort {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 };public radixSort() {sort(a);for (int i = 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 (int i = 1; i < array.length; i++) {if (array[i] > max) {max = array[i];}}int time = 0; // 判断位数;while (max > 0) {max /= 10;time++;} // 建立10个队列;List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();for (int i = 0; i < 10; i++) {ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();queue.add(queue1);} // 进行time次分配和收集;for (int i = 0; i < time; i++) { // 分配数组元素;for (int j = 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 (int k = 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++;}}}}}