java排序算法

1.定义
通过比较来确定输入序列<a₁,a₂,..,a_n>的元素间相对次序的排序算法称为比较排序算法。


2.算法解释

  (1)  选择排序:
     选择排序的基本思想是对待排序的记录序列进行n-1遍的处理，第i遍处理是将L[i..n]中最小者与L[i]交换位置。这样，经过i遍处理之后，前i个记录的位置已经是正确的了。
  (2): 冒泡排序
  最简单的排序方法是冒泡排序方法。这种方法的基本思想是，将待排序的元素看作是竖着排列的“气泡”，较小的元素比较轻，从而要往上浮。在冒泡排序算法中我 们要对这个“气泡”序列处理若干遍。所谓一遍处理，就是自底向上检查一遍这个序列，并时刻注意两个相邻的元素的顺序是否正确。如果发现两个相邻元素的顺序 不对，即“轻”的元素在下面，就交换它们的位置。显然，处理一遍之后，“最轻”的元素就浮到了最高位置；处理二遍之后，“次轻”的元素就浮到了次高位置。 在作第二遍处理时，由于最高位置上的元素已是“最轻”元素，所以不必检查。一般地，第i遍处理时，不必检查第i高位置以上的元素，因为经过前面i-1遍的 处理，它们已正确地排好序
 (3)  插入排序
插入排序的基本思想是，经过i-1遍处理后,L[1..i-1]己排好序。第i遍处理仅将L[i]插入L[1..i-1]的适当位置，使得L[1..i]又是排好序的序列。要达到这个目的，我们可以用顺序比较的方法。首先比较L[i]和L[i-1]，如果L[i-1]≤ L[i]，则L[1..i]已排好序，第i遍处理就结束了；否则交换L[i]与L[i-1]的位置，继续比较L[i-1]和L[i-2]，直到找到某一个位置j(1≤j≤i-1)，使得L[j] ≤L[j+1]时为止
(4)  快速排序

        快速排序的基本思想是基于分治策略的。对于输入的子序列L[p..r]，如果规模足够小则直接进行排序，否则分三步处理：

• 分解(Divide)：将输入的序列L[p..r]划分成两个非空子序列L[p..q]和L[q+1..r]，使L[p..q]中任一元素的值不大于L[q+1..r]中任一元素的值。
• 递归求解(Conquer)：通过递归调用快速排序算法分别对L[p..q]和L[q+1..r]进行排序。
• 合并(Merge)：由于对分解出的两个子序列的排序是就地进行的，所以在L[p..q]和L[q+1..r]都排好序后不需要执行任何计算L[p..r]就已排好序。

public class Sort ...{

    /**//*
     * 交换算法
     */
    public static void swap(int a[], int i, int j) ...{
        int tmp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = tmp;
    }

    // 选择排序法
    public void sortSelection(int[] vec) ...{
        long begin = System.currentTimeMillis();
        // k次循环,增加运算时间.
        for (int k = 0; k < 1000000; k++) ...{
            for (int i = 0; i < vec.length; i++) ...{
                for (int j = i; j < vec.length; j++) ...{
                    if (vec[j] < vec[i]) ...{
                        swap(vec, i, j);
                    }
                }
            }
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("选择法用时为:" + (end - begin));
        for (int i = 0; i < vec.length; i++) ...{
            System.out.println(vec[i]);
        }
    }

    // 冒泡排序法
    public void sortBubble(int[] vec) ...{
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for (int k = 0; k < 1000000; k++) ...{
            for (int i = 0; i < vec.length; i++) ...{
                for (int j = i; j < vec.length - 1; j++) ...{
                    if (vec[j + 1] < vec[j]) ...{
                        swap(vec, j + 1, j);
                    }
                }
            }
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("冒泡法用时为:" + (end - begin));
        for (int i = 0; i < vec.length; i++) ...{
            System.out.println(vec[i]);
        }
    }

    
    // 插入排序法
    public void sortInsertion(int[] vec) ...{
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for (int k = 0; k < 1000000; k++) ...{
            for (int i = 1; i < vec.length; i++) ...{
                int j = i;
                while (vec[j - 1] > vec[j]) ...{
                    vec[j] = vec[j - 1];
                    j--;
                    if (j <= 0) ...{
                        break;
                    }
                }
                vec[j] = vec[i];
            }
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("插入法用时为:" + (end - begin));
        for (int i = 0; i < vec.length; i++) ...{
            System.out.println(vec[i]);
        }
    }
    
    public int partition(int a[],int low,int high)...{
        int pivot,p_pos,i;
        p_pos=low;
        pivot=a[p_pos];
        for(i=low+1;i<=high;i++)...{
            if(a[i]<pivot)...{
                p_pos++;
                swap(a,p_pos,i);
            }
        }
        swap(a,low,p_pos);
        return p_pos;
    }

    public void quicksort(int a[],int low,int high)...{
        int pivot;
        if(low<high)...{
            pivot=partition(a,low,high);
            quicksort(a,low,pivot-1);
            quicksort(a,pivot+1,high);
        }
    }
    //快速排序法
    public void sortQuick(int[] vec)...{
        long begin=System.currentTimeMillis();
        for(int k=0;k<1000000;k++)...{
            quicksort(vec,0,5);
        }
        long end=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("快速法用时为:" + (end - begin));
        for (int i = 0; i < vec.length; i++) ...{
            System.out.println(vec[i]);
        }
    }
    /** *//**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) ...{
        // TODO Auto-generated method stub
        int[] vec = new int[] ...{ 37, 47, 23, -5, 19, 56 };
        Sort sort = new Sort();
        sort.sortSelection(vec);
        sort.sortBubble(vec);
        sort.sortInsertion(vec);
        sort.sortQuick(vec);

    }

}