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一遍记住 Java 常用的八种排序算法与代码实现

作者 Admin 分类 资讯 05月20日
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。
 

5.20_.5_.1_.jpg

 
 
如何写写成代码:
 
首先设定插入次数,即循环次数,for(int i=1;i 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:
 
publicvoidinsertSort(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  
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){//序列从后到前循环,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。
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。
 

5.20_.5_.2_.jpg

 
 
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:
 
public voidsheelSort(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。)
 
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。
 

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:
 
publicvoidselectSort(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。
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。
 

 
代码实现如下:
 
public voidheapSort(int[] a){
 
System.out.println("开始排序");
 
int arrayLength=a.length;
 
//循环建堆
 
for(int i=0;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 voidswap(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
 
privatevoidbuildMaxHeap(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  
//若果右子节点的值较大
 
if(data[biggerIndex]  
//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]  
//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。
 

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:
 
publicvoidbubbleSort(int[] a){
 
int length=a.length;
 
int temp;
 
for(int i=0;i  
for(int j=0;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。
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。
 

 
代码实现如下:
 
publicstaticvoidquickSort(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。
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。
 

 
代码实现如下:
 
publicstaticvoidmergeSort(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);
 
}
 
}
 
privatestaticvoidmerge(int[] data, int p, int q, int r){
 
int[] B = newint[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。
 

 
代码实现如下:
 
publicvoidsort(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 queue = new ArrayList();
 
for (int i = 0; i < 10; i++) {
 
ArrayList queue1 = new ArrayList();
 
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 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 queue3 = queue.get(k);
 
array[count] = queue3.get(0);
 
queue3.remove(0);
 
count++;
 
}
 
}
 
}
 
}
 

作者:KaelQ,
www.jianshu.com/p/5e171281a387


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