主要的排序算法——Java实现

package cn.leilei.algorithm;public class Sort {/** * 内部排序算法 * 插入排序类：直接插入排序，希尔排序 * 选择排序类：选择排序，堆排序 * 交换排序类：冒泡排序，快速排序 * 归并排序 *//** * 交换数组中的两个元素 * 方法名：swap<BR> * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @param i * @param j * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void swap(int[] a,int i,int j){int t;t=a[i];a[i]=a[j];a[j]=t;}/****************稳定的*****************//** * 基本冒泡排序  * 方法名：bubbleSort<BR> * 时间复杂度： O(n^2） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void bubbleSort(int[] a){for(int i=a.length-1; i > 0 ; i--){for(int j=0; j < i ;j++){if(a[j] > a[j+1])swap(a,j,j+1);}}}/** * 改进冒泡排序 （不做无用功） * 方法名：bubbleSortII<BR> * 时间复杂度： O(n^2） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void bubbleSortII(int[] a){boolean flag=false;for(int i=0; i < a.length-1&&!flag ; i++){//只有在没有排序的情况下，才继续循环flag=true;//设定排序标志for(int j=0; j < a.length-1-i ;j++){if(a[j] > a[j+1]){flag=false;//如果是没有排序，就重新设定标志swap(a,j,j+1);}}}}/** * 改进冒泡排序 （记录犯罪现场） * 方法名：bubbleSortIII<BR> * 时间复杂度： O(n^2） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void bubbleSortIII(int[] a){int m=a.length-1;int k,j;while(m>0){for(k=0,j=0;j < m;j++){if(a[j] > a[j+1]){swap(a,j,j+1);k = j;//记录交换位置}}m = k;//记录最后一个交换的位置}}/** * 鸡尾酒排序  (双向的冒泡排序) * 方法名：cocktailSort<BR> * 时间复杂度： O(n^2） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void cocktailSort(int[] a){        for(int i = 0 ; i < a.length/2 ; i++){    //将最小值排到队头        for(int j = i ; j < a.length-i-1 ; j++){                    if(a[j] > a[j+1])            swap(a,j,j+1);                    }        //将最大值排到队尾        for(int j = a.length-1-(i+1); j > i ; j--){                    if(a[j] < a[j-1])            swap(a,j,j+1);                    }    }    }/** * 直接插入排序 * 方法名：insertSort<BR> * 时间复杂度： O(n^2） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void insertSort(int[] a){int i,j;for (i = 1; i < a.length; i++) {if(a[i] < a[i-1]){int temp=a[i];//待插入元素for (j = i-1; j>=0 && a[j]>temp; j--) {a[j+1]=a[j];//将大于temp的往后挪一位}a[j+1]=temp;}}}/** * 归并排序(递归型) * 方法名：mergeSort<BR> * 时间复杂度： O(nlogn） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a:待排序数组 * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void mergeSort(int[] a){int[] temp=new int[200];   //临时数组存放排序结果merge_Sort(a,temp,0,a.length-1);} public static void merge_Sort(int[] a,int[] temp, int first, int last){if(first == last) //递归结束条件：当分组后只有一个数据时，表示有序，递归结束temp[first]=a[first];else{int mid=(first+last)/2;//分组merge_Sort(a,temp,first,mid);//递归将左边归并为有序merge_Sort(a,temp,mid+1,last);//递归将右边归并为有序mergeDo(a,temp,first,mid,last);//合并有序序列}}public static void mergeDo(int[] a, int[] temp,int first, int mid, int last){int i=first,j=mid+1;int m=mid,n=last;int k=0;while(i<=m && j<=n){if(a[i] <= a[j])//依次比较两个序列的数，谁小取谁，将a中数据从小到大并入temp中temp[k++] = a[i++];elsetemp[k++] = a[j++];}while(i <= m) //将剩余的a[i..m]并入到temp中temp[k++] = a[i++];while(j <= n) //将剩余的a[j..n]并入到temp中temp[k++] = a[j++];for(i=0;i<k;i++) //最后将合并后数组temp复制给aa[first+i] = temp[i];}/** * 归并排序(非递归型) * 方法名：mergeSortII<BR> * 时间复杂度： O(nlogn） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a:待排序数组 * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void mergeSortII(int[] a){int[] temp=new int[200];   //临时数组存放排序结果for(int k=1;k < a.length;k = 2*k)merge_SortII(a,temp,k,a.length);//将a中相邻长度为k的子序列两两归并}public static void merge_SortII(int[] a, int[] temp,int s,int n){//s:子序列长度,n:数组大小int i;for(i=0;i <= n-2*s;i+=2*s)mergeDo(a,temp,i,i+s-1,i+2*s-1);//两两归并if(i<n-s)//归并剩下的最后两个序列（数组可能不会正好被平分）mergeDo(a,temp,i,i+s-1,n-1);}/** * 基数排序 * 方法名：radixSort<BR> * 时间复杂度： O(n^k） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void radixSort(int[] a, int d){ //d表示最大的数有多少位        int k = 0;        int n = 1;        int m = 1; //控制键值排序依据在哪一位                int[][] temp = new int[10][a.length]; //数组的第一维表示可能的余数0-9        int[] order = new int[10]; //数组orderp[i]用来表示该位是i的数的个数        while(m <= d)        {            for(int i = 0; i < a.length; i++)            {                int lsd = ((a[i] / n) % 10);                temp[lsd][order[lsd]] = a[i];                order[lsd]++;            }            for(int i = 0; i < 10; i++)            {                if(order[i] != 0)                    for(int j = 0; j < order[i]; j++)                    {                        a[k] = temp[i][j];                        k++;                    }                order[i] = 0;            }            n *= 10;            k = 0;            m++;        }    }/****************不稳定的*****************//** * 选择排序 * 方法名：selectSort<BR> * 时间复杂度： O(n^2） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void selectSort(int[] a){for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {int min=i;//将当前下标定义为最小值下标for (int j = i+1; j < a.length; j++) {if(a[j] < a[min])//如果有小于当前最小值的数据min = j;//将此下标赋给min}if(min != i)swap(a,i,min);//若找到最小值则交换数据}}/** * 希尔排序  * 方法名：shellSort<BR> * 时间复杂度： O(n^2） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void shellSort(int[] a){int i,j;int gap=a.length;do{gap=gap/3 + 1;//增量for (i = gap; i < a.length; i++) {//分组进行直接插入排序if(a[i] < a[i-gap]){int temp=a[i];for (j = i-gap;  j>=0 && a[j] > temp; j-=gap) {a[j+gap]=a[j];}a[j+gap]=temp;}}}while(gap > 1);//直到增量为1结束}/** * 堆排序 * 方法名：heapSort<BR> * 时间复杂度： O(nlogn） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void heapSort(int[] a){  int n=a.length;for(int i=n/2-1;i >= 0;i--){//将数组a构建成大顶堆sift_down(a,i,n-1);}   for(int i=n-1 ;i > 0;i--){swap(a,0,i);//将堆顶数据与当前未排序子序列的最后一个数据交换sift_down(a,0,i-1);//将a[0..i-1]调整为大顶堆}}public static void sift_down(int a[],int x,int y){  int temp=a[x];for(int j=2*x+1;j<=y ;j=2*j+1){//从上向下，从左到右，将每个非叶结点及其子树调整为大顶堆if(j < y && a[j] < a[j+1])j++; //用j标记左右子树中的较大值if(temp >= a[j]) //若根节点大于左右子树，则跳出break;a[x]=a[j];//若根节点小于左右子树，则跟较大值交换x=j;}a[x]=temp;// 交换数据}/** * 快速排序(优化枢轴值) * 方法名：quickSort<BR> * 时间复杂度： O(n^2） * 创建人：潭州学院-liuchao <BR> * 时间：2015年8月22日-下午10:03:19 <BR> * @param a:待排序数组 * @return void<BR> * @exception <BR> * @since  1.0.0 */public static void quickSort(int[] a){quick_Sort(a,0,a.length-1);}public static void quick_Sort(int[] a, int low, int high){if(low < high){int point = partition(a,low,high);// 找到枢轴记录的下标quick_Sort(a,low,point-1);// 对低子表进行递归排序quick_Sort(a,point+1,high);// 对高子表进行递归排序}}public static int partition(int[] a,int low,int high){if (low < high){int mid = (low + high)/2;if(a[low] > a[high])swap(a,low,high);//交换左端与右端的记录，保证左端较小if(a[mid] > a[high])swap(a,mid,high);//交换中间与右端的记录，保证中间较小if(a[mid] > a[low])swap(a,mid,low);//交换左端与中间的记录，保证左端较小 }int temp=a[low];// 将三取一后的中间值作为枢轴记录while(low < high){while(low<high && a[high]>=temp)high--;swap(a,low,high);// 把比枢轴记录小的值交换到低端 while(low<high && a[low]<=temp)low++;swap(a,low,high);// 把比枢轴记录大的值交换到高端 }return low;// 返回枢轴记录的下标}}