用Java实现几种常见的排序算法

                                              用Java实现几种常见的排序算法


用Java语言实现的各种排序，包括插入排序、冒泡排序、选择排序、Shell排序、快速排序、归并排序、堆排序、SortUtil等。 


　　插入排序：






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;





　　public class InsertSort implements SortUtil.Sort


　　{




　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　int temp;


　　　　for(int i=1;i for(int j=i;(j>0)&&(data[j] SortUtil.swap(data,j,j-1);


　　　}


　　} 






　　冒泡排序：






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;




　　public class BubbleSort implements SortUtil.Sort


　　{


　


　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　int temp;


　　　　for(int i=0;i for(int j=data.length-1;j>i;j--)


　　　　{


　　　　　if(data[j] SortUtil.swap(data,j,j-1);


　　　　}


　　　}


　　}






　　选择排序：






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;




　　public class SelectionSort implements SortUtil.Sort 


　　{


　


　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　int temp;


　　　　for (int i = 0; i < data.length; i++) 


　　　　{


　　　　　int lowIndex = i;


　　　　　for (int j = data.length - 1; j >i; j--) 


　　　　　{


　　　　　　if (data[j] < data[lowIndex]) 


　　　　　　{


　　　　　　　lowIndex = j;


　　　　　　}


　　　　　}


　　　　　SortUtil.swap(data,i,lowIndex);


　　　　}


　　　}


　　}






　　Shell排序：






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;



　　public class ShellSort implements SortUtil.Sort


　　{



　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　for(int i=data.length/2;i>2;i/=2)


　　　　{


　　　　　for(int j=0;j insertSort(data,j,i);


　　　　}


　　　}


　　　insertSort(data,0,1);


　　}






　　/**


　　* @param data


　　* @param j


　　* @param i


　　*/


　　private void insertSort(int[] data, int start, int inc) 


　　{


　　　int temp;


　　　for(int i=start+inc;i for(int j=i;(j>=inc)&&(data[j] SortUtil.swap(data,j,j-inc);


　　}






　　快速排序：






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;



　　public class QuickSort implements SortUtil.Sort


　　{



　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　quickSort(data,0,data.length-1); 


　　　}


　　　private void quickSort(int[] data,int i,int j)


　　　{


　　　　int pivotIndex=(i+j)/2;


　　　　//swap


　　　　SortUtil.swap(data,pivotIndex,j);


　　　　int k=partition(data,i-1,j,data[j]);


　　　　SortUtil.swap(data,k,j);


　　　　if((k-i)>1) quickSort(data,i,k-1);


　　　　if((j-k)>1) quickSort(data,k+1,j);


　　　}




　　　private int partition(int[] data, int l, int r,int pivot) 


　　　{


　　　　do


　　　　{


　　　　　while(data[++l] while((r!=0)&&data[--r]>pivot);


　　　　　SortUtil.swap(data,l,r);


　　　　}


　　　　while(l SortUtil.swap(data,l,r); 


　　　　return l;


　　　}


　　}






　　改进后的快速排序：






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;


　


　　public class ImprovedQuickSort implements SortUtil.Sort 


　　{


　　　private static int MAX_STACK_SIZE=4096;


　　　private static int THRESHOLD=10;


　　　/* (non-Javadoc)


　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])


　　　*/


　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　int[] stack=new int[MAX_STACK_SIZE];


　　　　int top=-1;


　　　　int pivot;


　　　　int pivotIndex,l,r;


　　　　stack[++top]=0;


　　　　stack[++top]=data.length-1;


　　　　while(top>0)


　　　　{


　　　　　int j=stack[top--];


　　　　　int i=stack[top--];


　　　　　pivotIndex=(i+j)/2;


　　　　　pivot=data[pivotIndex];


　　　　　SortUtil.swap(data,pivotIndex,j);


　　　　　//partition


　　　　　l=i-1;


　　　　　r=j;


　　　　　do


　　　　　{


　　　　　　while(data[++l] while((r!=0)&&(data[--r]>pivot));


　　　　　　SortUtil.swap(data,l,r);


　　　　　}


　　　　　while(l SortUtil.swap(data,l,r);


　　　　　SortUtil.swap(data,l,j);


　　　　　if((l-i)>THRESHOLD)


　　　　　{


　　　　　　stack[++top]=i;


　　　　　　stack[++top]=l-1;


　　　　　}


　　　　　if((j-l)>THRESHOLD)


　　　　　{


　　　　　　stack[++top]=l+1;


　　　　　　stack[++top]=j;


　　　　　}


　　　　}


　　　　//new InsertSort().sort(data);


　　　　insertSort(data);


　　　}


　　　/**


　　　* @param data


　　　*/


　　　private void insertSort(int[] data) 


　　　{


　　　　int temp;


　　　　for(int i=1;i for(int j=i;(j>0)&&(data[j] SortUtil.swap(data,j,j-1);


　　　}


　　} 






　　递归并排序：






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;




　　public class MergeSort implements SortUtil.Sort


　　{


　　　

　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　int[] temp=new int[data.length];


　　　　mergeSort(data,temp,0,data.length-1);


　　　}


　　　private void mergeSort(int[] data,int[] temp,int l,int r)


　　　{


　　　　int mid=(l+r)/2;


　　　　if(l==r) return ;


　　　　mergeSort(data,temp,l,mid);


　　　　mergeSort(data,temp,mid+1,r);


　　　　for(int i=l;i<=r;i++){


　　　　temp[i]=data[i];


　　　}


　　　int i1=l;


　　　int i2=mid+1;


　　　for(int cur=l;cur<=r;cur++)


　　　{


　　　　if(i1==mid+1)


　　　　data[cur]=temp[i2++];


　　　　else if(i2>r)


　　　　data[cur]=temp[i1++];


　　　　else if(temp[i1] data[cur]=temp[i1++];


　　　　else


　　　　data[cur]=temp[i2++]; 


　　　}


　　}


　


　　改进后的递归并排序:






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;




　　public class ImprovedMergeSort implements SortUtil.Sort 


　　{


　　　private static final int THRESHOLD = 10;


　　　/*


　　　* (non-Javadoc)


　　　* 


　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])


　　　*/


　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　int[] temp=new int[data.length];


　　　　mergeSort(data,temp,0,data.length-1);


　　　}


　　　private void mergeSort(int[] data, int[] temp, int l, int r) 


　　　{


　　　　int i, j, k;


　　　　int mid = (l + r) / 2;


　　　　if (l == r)


　　　　return;


　　　　if ((mid - l) >= THRESHOLD)


　　　　mergeSort(data, temp, l, mid);


　　　　else


　　　　insertSort(data, l, mid - l + 1);


　　　　if ((r - mid) >THRESHOLD)


　　　　mergeSort(data, temp, mid + 1, r);


　　　　else


　　　　insertSort(data, mid + 1, r - mid);


　　　　for (i = l; i <= mid; i++) 


　　　　{


　　　　　temp[i] = data[i];


　　　　}


　　　　for (j = 1; j <= r - mid; j++) 


　　　　{


　　　　　temp[r - j + 1] = data[j + mid];


　　　　}


　　　　int a = temp[l];


　　　　int b = temp[r];


　　　　for (i = l, j = r, k = l; k <= r; k++) 


　　　　{


　　　　　if (a < b) 


　　　　　{


　　　　　　data[k] = temp[i++];


　　　　　　a = temp[i];


　　　　　} 


　　　　　else 


　　　　　{


　　　　　　data[k] = temp[j--];


　　　　　　b = temp[j];


　　　　　}


　　　　}


　　　}








　　　private void insertSort(int[] data, int start, int len) 


　　　{


　　　　for(int i=start+1;i for(int j=i;(j>start) && data[j] SortUtil.swap(data,j,j-1);


　　　}


　　}






　　堆排序：






　　package org.rut.util.algorithm.support;


　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;



　　public class HeapSort implements SortUtil.Sort


　　{


　　　/* (non-Javadoc)


　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])


　　　*/


　　　public void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　MaxHeap h=new MaxHeap();


　　　　h.init(data);


　　　　for(int i=0;i h.remove();


　　　　System.arraycopy(h.queue,1,data,0,data.length);


　　　}


　　　private static class MaxHeap


　　　{ 


　　　　void init(int[] data)


　　　　{


　　　　　this.queue=new int[data.length+1];


　　　　　for(int i=0;i queue[++size]=data[i];


　　　　　fixUp(size);


　　　　}


　　　}


　　　private int size=0;


　　　private int[] queue;


　　　public int get() 


　　　{


　　　　return queue[1];


　　　}


　　　public void remove() 


　　　{


　　　　SortUtil.swap(queue,1,size--);


　　　　fixDown(1);


　　　}


　　　//fixdown


　　　private void fixDown(int k) 


　　　{


　　　　int j;


　　　　while ((j = k << 1) <= size) 


　　　　{


　　　　　if (j < size && queue[j] j++; 


　　　　　if (queue[k]>queue[j]) //不用交换


　　　　　break;


　　　　　SortUtil.swap(queue,j,k);


　　　　　k = j;


　　　　}


　　　}


　　　private void fixUp(int k) 


　　　{


　　　　while (k >1) 


　　　　{


　　　　　int j = k >>1;


　　　　　if (queue[j]>queue[k])


　　　　　break;


　　　　　SortUtil.swap(queue,j,k);


　　　　　k = j;


　　　　}


　　　}


　　}






　　SortUtil：






　　package org.rut.util.algorithm;


　　import org.rut.util.algorithm.support.BubbleSort;


　　import org.rut.util.algorithm.support.HeapSort;


　　import org.rut.util.algorithm.support.ImprovedMergeSort;


　　import org.rut.util.algorithm.support.ImprovedQuickSort;


　　import org.rut.util.algorithm.support.InsertSort;


　　import org.rut.util.algorithm.support.MergeSort;


　　import org.rut.util.algorithm.support.QuickSort;


　　import org.rut.util.algorithm.support.SelectionSort;


　　import org.rut.util.algorithm.support.ShellSort;





　　public class SortUtil 


　　{


　　　public final static int INSERT = 1;


　　　public final static int BUBBLE = 2;


　　　public final static int SELECTION = 3;


　　　public final static int SHELL = 4;


　　　public final static int QUICK = 5;


　　　public final static int IMPROVED_QUICK = 6;


　　　public final static int MERGE = 7;


　　　public final static int IMPROVED_MERGE = 8;


　　　public final static int HEAP = 9;


　　　public static void sort(int[] data) 


　　　{


　　　　sort(data, IMPROVED_QUICK);


　　　}


　　　private static String[] name=


　　　{


　　　　"insert", "bubble", "selection", "shell", "quick", "improved_quick", "merge", "improved_merge", "heap"


　　　};


　　　private static Sort[] impl=new Sort[]


　　　{


　　　　new InsertSort(),


　　　　new BubbleSort(),


　　　　new SelectionSort(),


　　　　new ShellSort(),


　　　　new QuickSort(),


　　　　new ImprovedQuickSort(),


　　　　new MergeSort(),


　　　　new ImprovedMergeSort(),


　　　　new HeapSort()


　　　};


　　　public static String toString(int algorithm)


　　　{


　　　　return name[algorithm-1];


　　　}


　　　public static void sort(int[] data, int algorithm) 


　　　{


　　　　impl[algorithm-1].sort(data);


　　　}


　　　public static interface Sort 


　　　{


　　　　public void sort(int[] data);


　　　}


　　　public static void swap(int[] data, int i, int j) 


　　　{


　　　　int temp = data[i];


　　　　data[i] = data[j];


　　　　data[j] = temp;


　　　}


　　}