Java实现几种常见排序方法-直插、冒泡、选择、快排、堆排等

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Java实现几种常见排序方法

日常操作中常见的排序方法有: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。

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。

以下程序已经经过验证,可以运行。

代码 /**

* 冒泡法排序

*

  • 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

    * 需要排序的整型数组 */

    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; } } } }

    快速排序使用分治法策略来把一个序列分为两个子序列。 代码 /**

    * 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); } }

    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。 代码 /**

    * 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; } }

    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。

    代码 /**

    * 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

    temp = numbers[i];

    for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--) numbers[j] = numbers[j-1]; numbers[j] = temp; } }

    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。参考代码如下:

    代码 /**

    * 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 *

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