Java 中几种常见的 排序算法 代码实现

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所谓排序，就是使一串记录，按照其中的某个或某些关键字的大小，递增或递减的排列起来的操作。排序算法，就是如何使得记录按照要求排列的方法。排序算法在很多领域得到相当地重视，尤其是在大量数据的处理方面。一个优秀的算法可以节省大量的资源。在各个领域中考虑到数据的各种限制和规范，要得到一个符合实际的优秀算法，得经过大量的推理和分析。今天就带大家使用Java语言快速实现一系列常见的排序算法。

Java中常见的排序算法有：冒泡排序、快速排序、选择排序、插入排序、希尔排序，甚至还有基数排序、鸡尾酒排序、桶排序、鸽巢排序、归并排序等。

1.冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

/**    * 冒泡排序  *      比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。  *      对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。  *      针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。  *      持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。  * @param numbers  */  public static void bubbleSort(int[] numbers) {      int temp; // 记录临时中间值      int size = numbers.length; // 数组大小      for (int i = 0; i < size - 1; i++) {          for (int j = i + 1; j < size; j++) {              if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置                  temp = numbers[i];                  numbers[i] = numbers[j];                  numbers[j] = temp;              }          }      }  }  

2.快速排序

快速排序使用分治法策略来把一个序列分为两个子序列。

/**  * 快速排序  *      从数列中挑出一个元素，称为“基准”  *      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。  *      递归地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。  * @param numbers  * @param start  * @param end  */  public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {      if (start < end) {          int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值）          int temp; // 记录临时中间值          int i = start, j = end;          do {              while ((numbers[i] < base) && (i < end))                  i++;              while ((numbers[j] > base) && (j > start))                  j--;              if (i <= j) {                  temp = numbers[i];                  numbers[i] = numbers[j];                  numbers[j] = temp;                  i++;                  j--;              }          } while (i <= j);          if (start < j)              quickSort(numbers, start, j);          if (end > i)              quickSort(numbers, i, end);      }  }  

3.选择排序

选择排序是一种简单直观的排序方法，每次寻找序列中的最小值，然后放在最末尾的位置。

/**  * 选择排序  *      在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置。  *      再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。  *      以此类推，直到所有元素均排序完毕。  * @param numbers  */  public static void selectSort(int[] numbers) {      int size = numbers.length, temp;      for (int i = 0; i < size; i++) {          int k = i;          for (int j = size - 1; j >i; j--)  {              if (numbers[j] < numbers[k])  k = j;          }          temp = numbers[i];          numbers[i] = numbers[k];          numbers[k] = temp;      }  }  

4.插入排序

插入排序的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。其具体步骤参见代码及注释。

/**  * 插入排序  *      从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序  *      取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描  *      如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置  *      重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置  *      将新元素插入到该位置中  *      重复步骤2  * @param numbers    */    public static void insertSort(int[] numbers) {         int size = numbers.length, temp, j;         for(int i=1; i<size; i++) {             temp = numbers[i];             for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--)                 numbers[j] = numbers[j-1];             numbers[j] = temp;         }     }  

5.归并排序

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法，归并是指将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。

/**  * 归并排序  *      申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列  *      设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置  *      比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置   *      重复步骤3直到某一指针达到序列尾  *      将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾   * @param numbers  */  public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {      int t = 1;// 每组元素个数      int size = right - left + 1;      while (t < size) {          int s = t;// 本次循环每组元素个数          t = 2 * s;          int i = left;          while (i + (t - 1) < size) {              merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));              i += t;          }          if (i + (s - 1) < right)              merge(numbers, i, i + (s - 1), right);      }  }  /**    * 归并算法实现    * @param data    * @param p    * @param q    * @param r    */  private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {      int[] B = new int[data.length];      int s = p;      int t = q + 1;      int k = p;      while (s <= q && t <= r) {          if (data[s] <= data[t]) {              B[k] = data[s];              s++;          } else {              B[k] = data[t];              t++;          }          k++;      }      if (s == q + 1)          B[k++] = data[t++];      else          B[k++] = data[s++];      for (int i = p; i <= r; i++)          data[i] = B[i];  }  

6.希尔排序

希尔排序是直接插入排序的改进，该方法又称缩小增量排序。

/**  * 希尔排序  *      将整个无序列分割成若干个小的子序列后，再分别进行插入排序。  *      然后依次缩减增量再次排序，待到增量足够小时，对全体元素直接进行插入排序。  *  */  public static void bubbleSort(int[] score){      /**      * 打印未排序数组元素      */      System.out.print("未排序结果：");      for(int i=0;i<score.length;i++){          System.out.print(score[i]+" ");      }      System.out.println();      /**      * 希尔排序:从大到小排序      */      for(int incre=score.length/2;incre>0;incre=incre/2){//刚开始增量为5，后来为2，最后为1.          for(int i=incre;i<score.length;i++){              int temp=score[i];              int j=0;              for(j=i;j>=incre;j=j-incre){                //刚开始增量为5时，score[5]和score[0]比较，若score[5]>score[0],则因temp保存score[5]的值，                //把score[0]赋值给score[5]，相当于交换这两个数组元素的值，最终使score[0]保持较大的值。                //然后score[6]和score[1]比较，依次这样。                if(temp>score[j-incre]){                    score[j]=score[j-incre];                  }else{                      break;                  }              }                      score[j]=temp;          }      }      /**      * 打印排序后数组元素      */      System.out.print("排序后结果：");      for(int i=0;i<score.length;i++){          System.out.print(score[i]+" ");      }      System.out.println();  } 

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