Java排序汇总

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package com.softeem.jbs.lesson4;  import java.util.Random;  /**  * 排序测试类  *   * 排序算法的分类如下：  * 1.插入排序（直接插入排序、折半插入排序、希尔排序）；  * 2.交换排序（冒泡泡排序、快速排序）；  * 3.选择排序（直接选择排序、堆排序）；  * 4.归并排序；  * 5.基数排序。  *   * 关于排序方法的选择：  * (1)若n较小(如n≤50)，可采用直接插入或直接选择排序。  * 　当记录规模较小时，直接插入排序较好；否则因为直接选择移动的记录数少于直接插人，应选直接选择排序为宜。  * (2)若文件初始状态基本有序(指正序)，则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜；  * (3)若n较大，则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。  *   */  public class SortTest {         /**         * 初始化测试数组的方法         * @return 一个初始化好的数组         */         public int[] createArray() {                Random random = new Random();                int[] array = new int[10];                for (int i = 0; i < 10; i++) {                       array[i] = random.nextInt(100) - random.nextInt(100);//生成两个随机数相减，保证生成的数中有负数                }                System.out.println("==========原始序列==========");                printArray(array);                return array;         }         /**         * 打印数组中的元素到控制台         * @param source         */         public void printArray(int[] data) {                for (int i : data) {                       System.out.print(i + " ");                }                System.out.println();         }         /**         * 交换数组中指定的两元素的位置         * @param data         * @param x         * @param y         */         private void swap(int[] data, int x, int y) {                int temp = data[x];                data[x] = data[y];                data[y] = temp;         }         /**         * 冒泡排序----交换排序的一种         * 方法：相邻两元素进行比较，如有需要则进行交换，每完成一次循环就将最大元素排在最后（如从小到大排序），下一次循环是将其他的数进行类似操作。          * 性能：比较次数O(n^2),n^2/2；交换次数O(n^2),n^2/4         *          * @param data 要排序的数组         * @param sortType 排序类型         * @return         */         public void bubbleSort(int[] data, String sortType) {                if (sortType.equals("asc")) { //正排序，从小排到大                       //比较的轮数                       for (int i = 1; i < data.length; i++) {                              //将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡                              for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {                                     if (data[j] > data[j + 1]) {                                            //交换相邻两个数                                            swap(data, j, j + 1);                                     }                              }                       }                } else if (sortType.equals("desc")) { //倒排序，从大排到小                       //比较的轮数                       for (int i = 1; i < data.length; i++) {                              //将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡                              for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {                                     if (data[j] < data[j + 1]) {                                            //交换相邻两个数                                            swap(data, j, j + 1);                                     }                              }                       }                } else {                       System.out.println("您输入的排序类型错误！");                }                printArray(data);//输出冒泡排序后的数组值         }         /**         * 直接选择排序法----选择排序的一种         * 方法：每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素， 顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。         * 性能：比较次数O(n^2),n^2/2         *       交换次数O(n),n         *       交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多，所以选择排序比冒泡排序快。         *       但是N比较大时，比较所需的CPU时间占主要地位，所以这时的性能和冒泡排序差不太多，但毫无疑问肯定要快些。         *          * @param data 要排序的数组         * @param sortType 排序类型         * @return         */         public void selectSort(int[] data, String sortType) {                if (sortType.equals("asc")) { //正排序，从小排到大                       int index;                       for (int i = 1; i < data.length; i++) {                              index = 0;                              for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {                                     if (data[j] > data[index]) {                                            index = j;                                     }                              }                              //交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数                              swap(data, data.length - i, index);                       }                } else if (sortType.equals("desc")) { //倒排序，从大排到小                       int index;                       for (int i = 1; i < data.length; i++) {                              index = 0;                              for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {                                     if (data[j] < data[index]) {                                            index = j;                                     }                              }                              //交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数                              swap(data, data.length - i, index);                       }                } else {                       System.out.println("您输入的排序类型错误！");                }                printArray(data);//输出直接选择排序后的数组值         }         /**         * 插入排序         * 方法：将一个记录插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。         * 性能：比较次数O(n^2),n^2/4         *       复制次数O(n),n^2/4         *       比较次数是前两者的一般，而复制所需的CPU时间较交换少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比选择排序也要快。         *         * @param data 要排序的数组         * @param sortType 排序类型         */         public void insertSort(int[] data, String sortType) {                if (sortType.equals("asc")) { //正排序，从小排到大                       //比较的轮数                       for (int i = 1; i < data.length; i++) {                              //保证前i+1个数排好序                              for (int j = 0; j < i; j++) {                                     if (data[j] > data[i]) {                                            //交换在位置j和i两个数                                            swap(data, i, j);                                     }                              }                       }                } else if (sortType.equals("desc")) { //倒排序，从大排到小                       //比较的轮数                       for (int i = 1; i < data.length; i++) {                              //保证前i+1个数排好序                              for (int j = 0; j < i; j++) {                                     if (data[j] < data[i]) {                                            //交换在位置j和i两个数                                            swap(data, i, j);                                     }                              }                       }                } else {                       System.out.println("您输入的排序类型错误！");                }                printArray(data);//输出插入排序后的数组值         }         /**         * 反转数组的方法         * @param data 源数组         */         public void reverse(int[] data) {                int length = data.length;                int temp = 0;//临时变量                for (int i = 0; i < length / 2; i++) {                       temp = data[i];                       data[i] = data[length - 1 - i];                       data[length - 1 - i] = temp;                }                printArray(data);//输出到转后数组的值         }         /**         * 快速排序         * 快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。         * 步骤为：         * 1. 从数列中挑出一个元素，称为 "基准"（pivot），         * 2. 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后，该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。         * 3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。         * 递回的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递回下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。         * @param data 待排序的数组         * @param low         * @param high         * @see SortTest#qsort(int[], int, int)         * @see SortTest#qsort_desc(int[], int, int)         */         public void quickSort(int[] data, String sortType) {                if (sortType.equals("asc")) { //正排序，从小排到大                       qsort_asc(data, 0, data.length - 1);                } else if (sortType.equals("desc")) { //倒排序，从大排到小                       qsort_desc(data, 0, data.length - 1);                } else {                       System.out.println("您输入的排序类型错误！");                }         }         /**         * 快速排序的具体实现，排正序         * @param data         * @param low         * @param high         */         private void qsort_asc(int data[], int low, int high) {                int i, j, x;                if (low < high) { //这个条件用来结束递归                       i = low;                       j = high;                       x = data[i];                       while (i < j) {                              while (i < j && data[j] > x) {                                     j--; //从右向左找第一个小于x的数                              }                              if (i < j) {                                     data[i] = data[j];                                     i++;                              }                              while (i < j && data[i] < x) {                                     i++; //从左向右找第一个大于x的数                              }                              if (i < j) {                                     data[j] = data[i];                                     j--;                              }                       }                       data[i] = x;                       qsort_asc(data, low, i - 1);                       qsort_asc(data, i + 1, high);                }         }         /**         * 快速排序的具体实现，排倒序         * @param data         * @param low         * @param high         */         private void qsort_desc(int data[], int low, int high) {                int i, j, x;                if (low < high) { //这个条件用来结束递归                       i = low;                       j = high;                       x = data[i];                       while (i < j) {                              while (i < j && data[j] < x) {                                     j--; //从右向左找第一个小于x的数                              }                              if (i < j) {                                     data[i] = data[j];                                     i++;                              }                              while (i < j && data[i] > x) {                                     i++; //从左向右找第一个大于x的数                              }                              if (i < j) {                                     data[j] = data[i];                                     j--;                              }                       }                       data[i] = x;                       qsort_desc(data, low, i - 1);                       qsort_desc(data, i + 1, high);                }         }         /**         *二分查找特定整数在整型数组中的位置(递归)         *查找线性表必须是有序列表         *@paramdataset         *@paramdata         *@parambeginIndex         *@paramendIndex         *@returnindex         */         public int binarySearch(int[] dataset, int data, int beginIndex,                       int endIndex) {                int midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; //相当于mid = (low + high) / 2，但是效率会高些                if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]                              || beginIndex > endIndex)                       return -1;                if (data < dataset[midIndex]) {                       return binarySearch(dataset, data, beginIndex, midIndex - 1);                } else if (data > dataset[midIndex]) {                       return binarySearch(dataset, data, midIndex + 1, endIndex);                } else {                       return midIndex;                }         }         /**         *二分查找特定整数在整型数组中的位置(非递归)         *查找线性表必须是有序列表         *@paramdataset         *@paramdata         *@returnindex         */         public int binarySearch(int[] dataset, int data) {                int beginIndex = 0;                int endIndex = dataset.length - 1;                int midIndex = -1;                if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]                              || beginIndex > endIndex)                       return -1;                while (beginIndex <= endIndex) {                       midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; //相当于midIndex = (beginIndex + endIndex) / 2，但是效率会高些                       if (data < dataset[midIndex]) {                              endIndex = midIndex - 1;                       } else if (data > dataset[midIndex]) {                              beginIndex = midIndex + 1;                       } else {                              return midIndex;                       }                }                return -1;         }         public static void main(String[] args) {                SortTest sortTest = new SortTest();                int[] array = sortTest.createArray();                System.out.println("==========冒泡排序后(正序)==========");                sortTest.bubbleSort(array, "asc");                System.out.println("==========冒泡排序后(倒序)==========");                sortTest.bubbleSort(array, "desc");                array = sortTest.createArray();                System.out.println("==========倒转数组后==========");                sortTest.reverse(array);                array = sortTest.createArray();                System.out.println("==========选择排序后(正序)==========");                sortTest.selectSort(array, "asc");                System.out.println("==========选择排序后(倒序)==========");                sortTest.selectSort(array, "desc");                array = sortTest.createArray();                System.out.println("==========插入排序后(正序)==========");                sortTest.insertSort(array, "asc");                System.out.println("==========插入排序后(倒序)==========");                sortTest.insertSort(array, "desc");                array = sortTest.createArray();                System.out.println("==========快速排序后(正序)==========");                sortTest.quickSort(array, "asc");                sortTest.printArray(array);                System.out.println("==========快速排序后(倒序)==========");                sortTest.quickSort(array, "desc");                sortTest.printArray(array);                System.out.println("==========数组二分查找==========");                System.out.println("您要找的数在第" + sortTest.binarySearch(array, 74)                              + "个位子。（下标从0计算）");         }  }  

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