各种排序的实现Java

/** * 待排序记录类 * @author liangxiamoyi * */public class Element {/** * 数据 */private int key;/** * 获得数据 * @return key值 */public int getKey(){return key;}/** * 设置数据值 * @param key 数据值 */public void setKey(int key){this.key=key;}}

import java.util.Scanner;/** * 排序方法类 * @author liangxiamoyi * */public class Sort {/** * 最小值 */public static int MINKEY=-1000;/** * 最大值 */public static int MAXKEY=1000;/** * 直接插入排序，将list排序 * @param list 待排序的序列,1-n,list[0]小于等于任意list[1]-[n] * @param n 排序记录的个数 */public static void insertSortA(Element[] list,int n){Element e=new Element();list[0].setKey(MINKEY);for(int j=2;j<=n;j++){e.setKey(list[j].getKey());int i=j-1;while(e.getKey()<list[i].getKey()){//list[0]保证出循环list[i+1].setKey(list[i].getKey());i--;}list[i+1].setKey(e.getKey());;}}/** * 冒泡排序算法，对n个记录进行排序r1,r2,....,rn * @param r 排序记录 * @param n 记录个数 */public static void bubble(Element[] r,int n){int bound,j,t;Element e=new Element();bound=n;while(bound>0){t=0;//t用来记录一趟冒泡最后记录交换的位置for(j=1;j<bound;j++){if(r[j].getKey()>r[j+1].getKey()){interChange(r, j, j+1);t=j;}}bound=t;//bound之后的记录已经排好序，下次冒泡只需到bound，减少比较次数}}/** * 直接选择排序算法，该算法排序文件r1,r2,...,rn * @param e 待排序文件数组 * @param n 文件个数 */public static void selectSort(Element[] e,int n){int t;Element m=new Element();for(int j=n;j>=2;j--){t=1;for(int i=2;i<=j;i++){if(e[t].getKey()<e[i].getKey()){t=i;}}//将第i大的文件放在第i的位置上m.setKey(e[t].getKey());e[t].setKey(e[j].getKey());e[j].setKey(m.getKey());}}/** * <p>改进的插入排序算法</p> * <p>把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序法。</p> * <p>随着增量逐渐减少，每组包含的记录越来越多，当增量减至1时，整个文件为一组，算法终止。</p> * @param list 待排序文件 * @param n 文件个数 */public static void shellSort(Element[] list,int n){int gap=n;//增量int i;while(gap>=1){gap=gap/2;for(i=1;i<=gap;i++){//分组Element e=new Element();int t;for(int j=i+gap;j<=n;j=j+gap){//直接插入排序e.setKey(list[j].getKey());t=j-gap;while(e.getKey()<list[t].getKey()){list[t+gap].setKey(list[t].getKey());t=t-gap;if(t<=i){break;}}list[t+gap].setKey(e.getKey());}}}}/** * 两个排好序的序列sourceList[t][t+1]...[m]和sourceList[m+1][m+2]...[n]合并为一个序列mergedList[t]...[n] * @param sourceList * @param mergedList * @param t * @param m * @param n */public static void merge(Element[] sourceList,Element[] mergedList,int t,int m,int n){int i,j,k;i=t;j=m+1;k=t;while(i<=m&&j<=n){if(sourceList[i].getKey()<=sourceList[j].getKey()){mergedList[k]=sourceList[i];i++;}else{mergedList[k]=sourceList[j];j++;}k++;}if(i>m){for(int p=k;p<=n;p++){mergedList[p]=sourceList[j+p-k];}}else{for(int p=k;p<=n;p++){mergedList[p]=sourceList[i+p-k];}}}/** * 一趟合并算法，执行一趟合并过程，将sourceList文件中长度为length的所有子文件合并到mergedList文件中 * @param sourceList 源文件 * @param mergedList 目标文件 * @param n 原文件中记录个数 * @param length 子文件长度 */public static void mergePass(Element[] sourceList,Element[] mergedList,int n,int length){int j;for(j=1;j<=n-2*length+1;j+=2*length){//合并相邻的两个子文件merge(sourceList,mergedList,j,j+length-1,j+2*length-1);}if(j+length-1<n){//处理余留的长度小于2*length的子文件merge(sourceList,mergedList,j,j+length-1,n);}else{for(int p=j;p<=n;p++){mergedList[p]=sourceList[p];}}}/** * 直接两路合并排序算法 * @param list 待排序文件 * @param n 文件个数 */public static void mergeSort(Element[] list,int n){Element[] tempList=new Element[n+1];for(int i=0;i<n+1;i++){tempList[i]=new Element();}for(int j=1;j<n;j*=2){//交替合并mergePass(list,tempList,n,j);j*=2;mergePass(tempList,list,n,j);}}/** * 快速排序的递归算法，对文件rm,...,rn进行排序 * @param r 待排序文件 * @param m 起点 * @param n 终点 */public static void recQuickSort(Element[] r,int m,int n){int i,j,k,temp;if(m<n){i=m;j=n+1;k=r[m].getKey();while(i<j){//不断交换反序对i++;while(r[i].getKey()<k)i++;j--;while(r[j].getKey()>k)j--;if(i<j){temp=r[i].getKey();r[i].setKey(r[j].getKey());r[j].setKey(temp);}}temp=r[m].getKey();r[m].setKey(r[j].getKey());r[j].setKey(temp);recQuickSort(r, m, j-1);recQuickSort(r, j+1, n);}}/** * 交换表中下标为m和n的元素位置 * @param list 记录表 * @param m 位置m * @param n 位置n */public static void interChange(Element[] list,int m,int n){int temp=list[m].getKey();list[m].setKey(list[n].getKey());list[n].setKey(temp);}/** * 三者取中值的分划算法 * @param list 文件 * @param m 起点 * @param n 终点 * @return 分划元素最后所在的位置 */public static int part(Element[] list,int m,int n){int i,j,k;//保证list[m].key是list[m],list[(m+n)/2],list[n]的中间值interChange(list, (int)(m+n)/2, m+1);if(list[m+1].getKey()>list[n].getKey())interChange(list, m+1, n);if(list[m].getKey()>list[n].getKey())interChange(list, m, n);if(list[m+1].getKey()>list[m].getKey())interChange(list, m+1, m);i=m;j=n+1;k=list[m].getKey();//快速排序while(i<j){i++;while(list[i].getKey()<k)i++;j--;while(list[j].getKey()>k)j--;if(i<j)interChange(list, i, j);}interChange(list, m, j);return j;}/** * <p>快速排序的非递归算法，对r1，...，rn进行排序,变量m给定，5<=m<=15</p> * <p>r包含n+2个记录，r[0]=MINKEY,r[n+1]=MAXKEY</p> * @param n 记录个数 * @param r 文件 * @param m  */public static void hoareQuickSort(int n,Element[] r,int m){class StackType{private int x;private int y;}AStack<StackType> stackptr=new AStack<StackType>(30);StackType temp=new StackType();int f,t,j;temp.x=temp.y=0;stackptr.push(temp);//设置栈底元素f=1;t=n;while(f<t){j=part(r,f,t);if(j-f<m&&t-j<m){temp=stackptr.pop();f=temp.x;t=temp.y;continue;}if(j-f<m&&t-j>=m){f=j+1;continue;}if(j-f>=m&&t-j<m){t=j-1;continue;}if(j-f>=m&&t-j>=m){//当两个文件都大于等于m时，存储较大的子文件if(j-f>t-j){temp.x=f;temp.y=j-1;stackptr.push(temp);f=j+1;}else{temp.x=j+1;temp.y=t;stackptr.push(temp);t=j-1;}}}insertSortA(r, n);}/** * 重建堆，根为tree[rot]的二叉树，树中任意节点编号<=n * @param tree 二叉树 * @param root 根 * @param n 个数 */public static void restore(Element[] tree,int root,int n){int m;int j=root;while(j<=(int)n/2){if((2*j<n)&&(tree[2*j].getKey()<tree[2*j+1].getKey())){m=2*j+1;}else m=2*j;if(tree[j].getKey()<tree[m].getKey()){interChange(tree, j, m);j=m;}else j=n;}}/** * 堆排序算法，对文件r1，...，rn进行排序 * @param r 待排序文件 * @param n 个数 */public static void heapSort(Element[] r,int n){int i;for(i=n/2;i>=1;i--){//初始建堆restore(r, i, n);}for(i=n;i>1;i--){//排序interChange(r, 1, i);restore(r, 1, i-1);}}//测试public static void main(String[] args){int num;Scanner s=new Scanner(System.in);System.out.println("请输入文件个数：");num=s.nextInt();Element[] e=new Element[num+2];System.out.println("请依次输入文件关键词：");e[0]=new Element();e[0].setKey(MINKEY);e[num+1]=new Element();e[num+1].setKey(MAXKEY);for(int i=1;i<num+1;i++){e[i]=new Element();e[i].setKey(s.nextInt());}Sort.insertSortA(e, num);for(int i=1;i<num+1;i++){System.out.print(e[i].getKey()+" ");}System.out.println();Sort.bubble(e, num);for(int i=1;i<num+1;i++){System.out.print(e[i].getKey()+" ");}System.out.println();Sort.selectSort(e, num);for(int i=1;i<num+1;i++){System.out.print(e[i].getKey()+" ");}System.out.println();Sort.shellSort(e, num);for(int i=1;i<num+1;i++){System.out.print(e[i].getKey()+" ");}System.out.println();Sort.mergeSort(e, num);for(int i=1;i<num+1;i++){System.out.print(e[i].getKey()+" ");}System.out.println();Sort.recQuickSort(e, 1, num);for(int i=1;i<num+1;i++){System.out.print(e[i].getKey()+" ");}System.out.println();Sort.hoareQuickSort(num, e, 1);for(int i=1;i<num+1;i++){System.out.print(e[i].getKey()+" ");}System.out.println();Sort.heapSort(e, num);for(int i=1;i<num+1;i++){System.out.print(e[i].getKey()+" ");}System.out.println();}}