Java常用的八种排序算法与代码实现

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。

将第一个数和第二个数排序,然后构成一个有序序列

将第三个数插入进去,构成一个新的有序序列。

对第四个数、第五个数……直到最后一个数,重复第二步。

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如何写成代码:

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。

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。

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。

将当前数放置到空着的位置,即j+1。

代码实现如下:

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2.希尔排序

对于直接插入排序问题,数据量巨大时。

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。

再取k=k/2 ,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。

重复第二步,直到k=1执行简单插入排序。

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如何写成代码:

首先确定分的组数。

然后对组中元素进行插入排序。

然后将length/2,重复1,2步,直到length=0为止。

代码实现如下:

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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。)

遍历整个序列,将最小的数放在最前面。

遍历剩下的序列,将最小的数放在最前面。

重复第二步,直到只剩下一个数。

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如何写成代码:

首先确定循环次数,并且记住当前数字和当前位置。

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。

比对完成后,将最小的值与第一个数的值交换。

重复2、3步。

代码实现如下:

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4.堆排序

对简单选择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。

将根节点与最后一个节点交换,然后断开最后一个节点。

重复第一、二步,直到所有节点断开。

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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);
           //交换堆顶和最后一个元素  
           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

一般不用。

将序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

将剩余序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

重复第二步,直到只剩下一个数。

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如何写成代码:

设置循环次数。

设置开始比较的位数,和结束的位数。

两两比较,将最小的放到前面去。

重复2、3步,直到循环次数完毕。

代码实现如下:

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6.快速排序

要求时间最快时。

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。

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。

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代码实现如下:

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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。

选择相邻两个数组成一个有序序列。

选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

重复第二步,直到全部组成一个有序序列。

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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。

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。

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。

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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++;
               }
           }
     }