java 8种排序原理

 

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

    //直接插入排序private static void sort1(int[] arr) {int temp = 0;int j =0;for(int i = 1; i<arr.length;i++){temp = arr[i];for(j=i-1;j>=0&&temp<arr[j];j--){arr[j+1] = arr[j];}arr[j+1] = temp;}}

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

//希尔排序      private static void sort2(int[] arr) {double d = arr.length;int temp = 0 ;while(true){d = Math.ceil(d/2);int d1 = (int) d;for(int x = 0 ;x<d1;x++){for(int i = x+d1;i<arr.length;i+=d1){int j = i-d1;temp = arr[i];for(;j>=0&&temp<arr[j];j-=d1){  arr[j+d1]=arr[j];}arr[j+d1]=temp; }}if(d1==1)              break;}}

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

//简单选择排序private static void sort3(int[] arr) {int position = 0;for(int i=0;i<arr.length;i++){  int j=i+1; position =i;int temp = arr[i];for(;j<arr.length;j++){ if(arr[j]<temp){temp=arr[j];  position=j; }}arr[position]=arr[i];  arr[i]=temp;  }}

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 com.medi.cn.common;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 stub        int 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

//冒泡排序private static void sort4(int[] a) {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;          }        }  }}

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 com.medi.cn.common;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 com.medi.cn.common;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

package com.medi.cn.common;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++;           }      }             }                 }  }