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          一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

          来源:KaelQ 发布时间:2018-05-28 阅读次数:

          1.直接插入排序

          经常碰到这样一类排序问题:把新的数据插入到已经排好的数据列中。

          1. 将第一个数和第二个数排序,然后构成一个有序序列
          2. 将第三个数插入进去,构成一个新的有序序列。
          3. 对第四个数、第五个数……直到最后一个数,重复第二步。

          如何写写成代码:

          1. 首先设定插入次数,即循环次数,for(int i=1;i<length;i++),1个数的那次不用插入。
          2. 设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。
          3. 从最后一个数开始向前循环,如果插入数小于当前数,就将当前数向后移动一位。
          4. 将当前数放置到空着的位置,即j+1。

          代码实现如下:

          public void insertSort(int[] a){
                  int length=a.length;//数组长度,将这个提取出来是为了提高速度。
                  int insertNum;//要插入的数
                  for(int i=1;i<length;i++){//插入的次数
                      insertNum=a[i];//要插入的数
                      int j=i-1;//已经排序好的序列元素个数
                      while(j>=0&&a[j]>insertNum){//序?#20889;?#21518;到前循环,将大于insertNum的数向后移动一格
                          a[j+1]=a[j];//元素移动一格
                          j--;
                      }
                      a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。
                  }
              }
          

          2.希尔排序

          对于直接插入排序问题,数据量巨大时。

          1. 将数的个数设为n,取奇数k=n/2,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。
          2. 再取k=k/2 ,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。
          3. 重复第二步,直到k=1执行简单插入排序。 

          如何写成代码:

          1. 首先确定分的组数。
          2. 然后对组中元素进行插入排序。
          3. 然后将length/2,重复1,2步,直到length=0为止。

          代码实现如下:

          public  void sheelSort(int[] a){
                  int d  = a.length;
                  while (d!=0) {
                      d=d/2;
                      for (int x = 0; x < d; x++) {//分的组数
                          for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {//组中的元素,从第二个数开始
                              int j = i - d;//j为有序序列最后一位的位数
                              int temp = a[i];//要插入的元素
                              for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {//从后往前遍历。
                                  a[j + d] = a[j];//向后移动d位
                              }
                              a[j + d] = temp;
                          }
                      }
                  }
              }
          

          3.简单选择排序

          常用于取序列中最大最小的几个数时。

          (如果每次比较都交换,那么就是交换排序;如果每次比较完一个循环再交换,就是简单选择排序。)

          1. 遍历整个序列,将最小的数放在最前面。
          2. 遍历剩下的序列,将最小的数放在最前面。
          3. 重复第二步,直到只剩下一个数。 

          如何写成代码:

          1. 首先确定循环次数,并且记住当前数字和当前位置。
          2. 将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比,小数赋值给key,并记住小数的位置。
          3. 比对完成后,将最小的值与第一个数的值交换。
          4. 重复2、3步。

          代码实现如下:

              public void selectSort(int[] a) {
                  int length = a.length;
                  for (int i = 0; i < length; i++) {//循环次数
                      int key = a[i];
                      int position=i;
                      for (int j = i + 1; j < length; j++) {//选出最小的值和位置
                          if (a[j] < key) {
                              key = a[j];
                              position = j;
                          }
                      }
                      a[position]=a[i];//交换位置
                      a[i]=key;
                  }
              }
          

          4.堆排序

          对简单选择排序的优化。

          1. 将序列构建成大顶?#36873;?/li>
          2. 将根节点与最后一个节点交换,然后断开最后一个节点。
          3. 重复第一、二步,直到所有节点断开。 

          代码实现如下:

          public  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?#35759;?#21644;最后一个元素  
                      swap(a,0,arrayLength-1-i);
                      System.out.println(Arrays.toString(a));
                  }
              }
              private  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 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?#21040;?#22823;  
                              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

          一般不用。

          1. 将序列中所有元素两两比?#24076;?#23558;最大的放在最后面。
          2. 将剩余序列中所有元素两两比?#24076;?#23558;最大的放在最后面。
          3. 重复第二步,直到只剩下一个数。 

          如何写成代码:

          1. 设置循环次数。
          2. 设置开始比较的位数,和结束的位数。
          3. 两两比?#24076;?#23558;最小的放到前面去。
          4. 重复2、3步,直到循环次数完毕。

          代码实现如下:

          public void bubbleSort(int[] a){
                  int length=a.length;
                  int temp;
                  for(int i=0;i<a.length;i++){
                      for(int j=0;j<a.length-i-1;j++){
                          if(a[j]>a[j+1]){
                              temp=a[j];
                              a[j]=a[j+1];
                              a[j+1]=temp;
                          }
                      }
                  }
              }
          

          6.快速排序

          要求时间最快时。

          1. 选择第一个数为p,小于p的数放在左边,大于p的数放在右边。
          2. 递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行,直到不能递归。 

          代码实现如下:

          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);   
              }   
          }  
          

          7.归并排序

          速度仅次于快排,内存少的时候使用,可以进行并行计算的时候使用。

          1. 选择相邻两个数组成一个有序序列。
          2. 选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。
          3. 重复第二步,直到全部组成一个有序序列。 

          代码实现如下:

          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);   
              }   
          }   
          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];   
          }  
          

          8.基数排序

          用于大量数,很长的数进行排序时。

          1. 将所有的数的个位数取出,按照个位数进行排序,构成一个序列。
          2. 将新构成的所有的数的十位数取出,按照十位数进行排序,构成一个序列。 

          代码实现如下:

          public 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++;
                          }
                      }
                  }
              }
          
          QQ群:WEB开发者官方群(515171538),验证消息:10000
          微信群:?#26377;?#32534;微信 849023636 邀请您加入,验证消息:10000
          提示:更多精彩内容关注微信公众号:全栈开发者中?#27169;╢sder-com)
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