图解程序员必须掌握的Java常用8大排序算法

这篇文章主要介绍了Java如何实现八个常用的排序算法:插入排序、冒泡排序、选择排序、希尔排序 、快速排序、归并排序、堆排序和LST基数排序,分享给大家一起学习。

分类
1)插入排序(直接插入排序、希尔排序)
2)交换排序(冒泡排序、快速排序)
3)选择排序(直接选择排序、堆排序)
4)归并排序
5)分配排序(基数排序)

所需辅助空间最多:归并排序
所需辅助空间最少:堆排序
平均速度最快:快速排序

不稳定:快速排序,希尔排序,堆排序。

先来看看8种排序之间的关系:

图解程序员必须掌握的Java常用8大排序算法_第1张图片

1.直接插入排序

(1)基本思想:在要排序的一组数中,假设前面(n-1)[n>=2] 个数已经是排

好顺序的,现在要把第n个数插到前面的有序数中,使得这n个数

也是排好顺序的。如此反复循环,直到全部排好顺序。

(2)实例

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(3)用java实现

package com.njue; 
 
publicclass insertSort { 
 
public insertSort(){ 
 inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
 int temp=0; 
 for(int i=1;i=0&&temp 
 

2. 希尔排序(最小增量排序)

(1)基本思想:算法先将要排序的一组数按某个增量d(n/2,n为要排序数的个数)分成若干组,每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序,然后再用一个较小的增量(d/2)对它进行分组,在每组中再进行直接插入排序。当增量减到1时,进行直接插入排序后,排序完成。

(2)实例:

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(3)用java实现

publicclass shellSort { 
 
publicshellSort(){ 
 
 int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100}; 
 double d1=a.length; 
 int temp=0; 
 
 while(true){ 
 d1= Math.ceil(d1/2); 
 int d=(int) d1; 
 for(int x=0;x=0&&temp 
 

3.简单选择排序

(1)基本思想:在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第一个位置的数交换;

然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换,如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。

(2)实例:

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(3)用java实现

public class selectSort { 
 
 public selectSort(){ 
 int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45}; 
 int position=0; 
 for(int i=0;i 
 

4.堆排序

(1)基本思想:堆排序是一种树形选择排序,是对直接选择排序的有效改进。

堆的定义如下:具有n个元素的序列(h1,h2,…,hn),当且仅当满足(hi>=h2i,hi>=2i+1)或(hi<=h2i,hi<=2i+1)(i=1,2,…,n/2)时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。由堆的定义可以看出,堆顶元素(即第一个元素)必为最大项(大顶堆)。完全二叉树可以很直观地表示堆的结构。堆顶为根,其它为左子树、右子树。初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树,调整它们的存储序,使之成为一个堆,这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类推,直到只有两个节点的堆,并对它们作交换,最后得到有n个节点的有序序列。从算法描述来看,堆排序需要两个过程,一是建立堆,二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数,二是反复调用渗透函数实现排序的函数。

(2)实例:

初始序列:46,79,56,38,40,84

建堆:

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交换,从堆中踢出最大数

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剩余结点再建堆,再交换踢出最大数

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依次类推:最后堆中剩余的最后两个结点交换,踢出一个,排序完成。

(3)用java实现

import java.util.Arrays; 
 
publicclass HeapSort { 
 inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
 public HeapSort(){ 
 heapSort(a); 
 } 
 
 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=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 
 

5.冒泡排序

(1)基本思想:在要排序的一组数中,对当前还未排好序的范围内的全部数,自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整,让较大的数往下沉,较小的往上冒。即:每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时,就将它们互换。

(2)实例:

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(3)用java实现

public class bubbleSort { 
 
publicbubbleSort(){ 
 inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
 int temp=0; 
 for(int i=0;ia[j+1]){ 
  temp=a[j]; 
  a[j]=a[j+1]; 
  a[j+1]=temp; 
  } 
 } 
 } 
 
 for(int i=0;i 
 

6.快速排序

(1)基本思想:选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描,将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分。

(2)实例:

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(3)用java实现

publicclass quickSort { 
 
 inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
publicquickSort(){ 
 quick(a); 
 for(int i=0;i= tmp) { 
   high--; 
  } 
 
  list[low] =list[high]; //比中轴小的记录移到低端 
  while (low < high&& list[low] <= tmp) { 
   low++; 
  } 
 
  list[high] =list[low]; //比中轴大的记录移到高端 
  } 
  list[low] = tmp;  //中轴记录到尾 
  return low;   //返回中轴的位置 
} 
 
publicvoid _quickSort(int[] list, int low, int high) { 
  if (low < high){ 
  int middle =getMiddle(list, low, high); //将list数组进行一分为二 
  _quickSort(list, low, middle - 1); //对低字表进行递归排序 
  _quickSort(list,middle + 1, high); //对高字表进行递归排序 
  } 
} 
 
publicvoid quick(int[] a2) { 
  if (a2.length > 0) { //查看数组是否为空 
  _quickSort(a2,0, a2.length - 1); 
  } 
} 
}

7、归并排序

(1)基本排序:归并(Merge)排序法是将两个(或两个以上)有序表合并成一个新的有序表,即把待排序序列分为若干个子序列,每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。

(2)实例:

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(3)用java实现

import java.util.Arrays; 
 
publicclass mergingSort { 
 
inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
 
publicmergingSort(){ 
 sort(a,0,a.length-1); 
 for(int i=0;i 
 

8、基数排序

(1)基本思想:将所有待比较数值(正整数)统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零。然后,从最低位开始,依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。

(2)实例:

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(3)用java实现

import java.util.ArrayList; 
import java.util.List; 
 
public class radixSort { 
 inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,101,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; 
 public radixSort(){ 
 sort(a); 
 for(inti=0;imax){ 
  max=array[i]; 
  } 
 } 
 int time=0; 
 //判断位数; 
 while(max>0){ 
  max/=10; 
  time++; 
 } 
 
 //建立10个队列; 
 List queue=newArrayList(); 
 for(int i=0;i<10;i++){ 
  ArrayListqueue1=new ArrayList(); 
  queue.add(queue1); 
 } 
 
 //进行time次分配和收集; 
 for(int i=0;iqueue2=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){ 
   ArrayListqueue3=queue.get(k); 
   array[count]=queue3.get(0); 
   queue3.remove(0); 
   count++; 
  } 
  } 
 }  
 } 
}

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助。

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