《疯狂Java讲义(第3版)》.(李刚)——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 com.alex.demo03;/** * Description * <br>网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * <br>This is a demo of insertSort * <br> * <br> * <br>  * @author Alex * @version 1.0 */public class insertSort {    /**     * 主方法，程序的入口     * @param args     */    public static void main(String[] args) {        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 = 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

package com.alex.demo03;/** * Description <br> * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> <br> * This is a demo of shellSort <br> * <br> * <br> *  * @author Alex * @version 1.0 */public class shellSort {    /**     * 主方法，程序的入口     *      * @param args     */    public static void main(String[] args) {        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：

（3）用java实现

package com.alex.demo03;/** * Description <br> * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> <br> * This is a demo of selectSort <br> * <br> * <br> *  * @author Alex * @version 1.0 */public class selectSort {    /**     * 主方法，程序的入口     *      * @param args     */    public static void main(String[] args) {        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 com.alex.demo03;import java.util.Arrays;  /** * Description <br> * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> <br> * This is a demo of HeapSort <br> * <br> * <br> *  * @author Alex * @version 1.0 */public class HeapSort {       static 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};       /**     * 主方法，程序的入口     * @param args     */    public static void main(String[] args) {        heapSort(a);      }      public static  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 static  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 static 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 com.alex.demo03;

/** * Description <br> * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> <br> * This is a demo of bubbleSort <br> * <br> * <br> *  * @author Alex * @version 1.0 */public class bubbleSort {    /**     * 主方法，程序的入口     *      * @param args     */    public static void main(String[] args) {        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 com.alex.demo03;/** * Description <br> * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> <br> * This is a demo of quickSort <br> * <br> * <br> *  * @author Alex * @version 1.0 */public class quickSort {    static 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 };    /**     * 主方法，程序的入口     *      * @param args     */    public static void main(String[] args) {        quick(a);        for (int i = 0; i < a.length; i++)            System.out.println(a[i]);    }    public static 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 static 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 static 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.alex.demo03;import java.util.Arrays;/** * Description <br> * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> <br> * This is a demo of mergingSort <br> * <br> * <br> *  * @author Alex * @version 1.0 */public class mergingSort {    static 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 };    /**     * 主方法，程序的入口     *      * @param args     */    public static void main(String[] args) {        sort(a, 0, a.length - 1);        for (int i = 0; i < a.length; i++)            System.out.println(a[i]);    }    public static 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 static 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.alex.demo03;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/** * Description <br> * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> <br> * This is a demo of radixSort <br> * <br> * <br> *  * @author Alex * @version 1.0 */public class radixSort {    static 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 };    /**     * 主方法，程序的入口     *      * @param args     */    public static void main(String[] args) {        sort(a);        for (int i = 0; i < a.length; i++)            System.out.println(a[i]);    }    public static 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++;                }            }        }    }}