常见排序的java实现

常见排序java实现

插入排序（二分插入排序）

希尔排序

快速排序（三数中值快排）

冒泡排序

选择排序

堆排序

归并排序

基数排序

计数排序

桶排序

睡眠排序

32publicclassSleepSort{

/**

* 方法名：main

* 说明：睡眠排序

publicstaticvoidmain(String[] args){

int[] ints = {1,4,7,3,8,9,2,6,5};

SortThread[] sortThreads =newSortThread[ints.length];

for(inti =0; i < sortThreads.length; i++) {

sortThreads[i] =newSortThread(ints[i]);

}

for(inti =0; i < sortThreads.length; i++) {

sortThreads[i].start();

}

classSortThreadextendsThread{

intms =0;

publicSortThread(intms){

this.ms = ms;

}

publicvoidrun(){

try{

sleep(ms*10+10);

}catch(InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

System.out.println(ms);

}

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* 文件名：SortTest.java

* 时间：2014年11月5日下午6:05:13

* 作者：修维康

packagechapter7;

importjava.util.Arrays;

/**

* 类名：SortTest 说明：各类排序分析详解

publicclassSortTest{

/**

* 方法名：insertionSort 说明：插入排序时间复杂度O(N^2)

publicstatic>voidinsertionSort(

AnyType[] a) {

for(inti =1; i < a.length; i++) {

AnyType temp = a[i];

intj = i -1;

while(j >=0&& temp.compareTo(a[j]) <0) {

a[j +1] = a[j];

j--;

}

a[j +1] = temp;

}

/**

* 方法名：BInsertSort 说明：二分插入排序时间复杂度O(N^2) 因为插入排序的前i - 1个元素是排好序的

* 所有将第i个元素插入到前面查到元素的时候可以用二分查找

publicstatic>voidBInsertSort(

AnyType[] a) {

for(inti =1; i < a.length; i++) {

intlow =0;

AnyType temp = a[i];

inthigh = i -1;

intposition =0;

// 二分找不到时 low 的位置是大于key的最小元素，high是小于key的最大元素

while(low <= high) {

intmid = (low + high) /2;

if(a[mid].compareTo(temp) <0)

low = mid +1;

else

high = mid -1;

}

position = high;

for(intj = i; j > position && j >0; j--)

a[j] = a[j -1];

a[position +1] = temp;

}

/**

* 方法名：shellSort 说明：希尔排序时间复杂度(N^2) 利用增量序列对用增量分组得到的序列进行插入排序。

publicstatic>voidshellSort(

AnyType[] a) {

for(intgap = a.length /2; gap >0; gap /=2) {

for(inti =0; i < gap; i++) {

for(intj = i + gap; j < a.length; j += gap) {

AnyType temp = a[j];

if(temp.compareTo(a[j - gap]) <0) {

intk = j - gap;

while(k >=0&& a[k].compareTo(temp) >0) {

a[k + gap] = a[k];

k -= gap;

}

a[k + gap] = temp;

}

/**

* 方法名：bubbleSort 说明：冒泡排序时间复杂度O(N^2)

publicstatic>voidbubbleSort(

AnyType[] a) {

for(inti =0; i < a.length; i++)

for(intj = i +1; j < a.length; j++) {

if(a[i].compareTo(a[j]) >0) {

AnyType temp = a[i];

a[i] = a[j];

a[j] = temp;

}

/************ 堆排序 ***********************************/

publicstatic>voidbuildHeap(

AnyType[] array) {

for(inti = array.length /2; i >=0; i--)

shifDown(array, i, array.length);

}

/**

* 方法名：shifUp 说明：上滤，其实只用下滤就可以完成建堆，排序

publicstatic>voidshifUp(

AnyType[] array,intvalPos) {

AnyType temp = array[valPos];

while(valPos >0&& array[(valPos -1) /2].compareTo(temp) <0) {

array[valPos] = array[(valPos -1) /2];

valPos = (valPos -1) /2;

}

array[valPos] = temp;

}

/**

* 方法名：shifDown 说明：下滤注意数组越界

publicstatic>voidshifDown(

AnyType[] array,intvalPos,intn) {

AnyType temp = array[valPos];

while(valPos *2+1< n) {

intchild = valPos *2+1;// 左儿子

if(child != n -1&& array[child].compareTo(array[child +1]) <0)

child++;

if(temp.compareTo(array[child]) <0)

array[valPos] = array[child];

else

break;

valPos = child;

}

array[valPos] = temp;

}

publicstatic>voidheapSort(

AnyType[] a) {

buildHeap(a);

for(inti = a.length -1; i >0; i--) {

AnyType temp = a[0];

a[0] = a[i];

a[i] = temp;

shifDown(a,0, i);

}

/**

* 方法名：mergeSort 说明：归并排序，JAVA中对泛型的排序用该排序，对基本类型的排序用快排

* 因为归并排序是比较次数最少的，java中对两个对象的比较代价是昂贵的

publicstatic>voidmergeSort(

AnyType[] a) {

AnyType[] tempArray = (AnyType[])newComparable[a.length];

mergeSort(a, tempArray,0, a.length -1);

}

privatestatic>voidmergeSort(

AnyType[] a, AnyType[] tempArray,intlow,inthigh) {

if(low < high) {

intmid = (low + high) /2;

mergeSort(a, tempArray, low, mid);

mergeSort(a, tempArray, mid +1, high);

merge(a, tempArray, low, mid +1, high);

}

privatestatic>voidmerge(

AnyType[] a, AnyType[] tempArray,intlowPos,inthighPos,

inthighEnd) {

intleftEnd = highPos -1;

inttemPos = lowPos;

intnumElements = highEnd - lowPos +1;

while(lowPos <= leftEnd && highPos <= highEnd) {

if(a[lowPos].compareTo(a[highPos]) <=0)

tempArray[temPos++] = a[lowPos++];

else

tempArray[temPos++] = a[highPos++];

}

while(lowPos <= leftEnd)

tempArray[temPos++] = a[lowPos++];

while(highPos <= highEnd)

tempArray[temPos++] = a[highPos++];

for(intq =0; q < numElements; q++, highEnd--)

a[highEnd] = tempArray[highEnd];

}

/**

* 方法名：QuickSort 说明：三数取中值快排因为选第一个或者选最后一个可能会面对已经排好序的序列，那样会导致快排像冒泡一样

* 时间复杂度是O(N^2) 三数取中值减少这种情况

publicstatic>voidquickSort(

AnyType[] a) {

quickSort(a,0, a.length -1);

}

privatestatic>voidquickSort(

AnyType[] a,intlow,inthigh) {

if(low < high) {

intkeyPos = partition(a, low, high);

quickSort(a, low, keyPos -1);

quickSort(a, keyPos +1, high);

}

/**

* 方法名：partition 说明：在原序列上进行划分，因为一个临时变量可以保存一个key，所以在key的原位置上可以插入

* 类似在key的位置上挖坑，在找到要移动的元素，挖该元素移到这个坑里，又留下另一个坑，不断的进行下去直到low==down。

privatestatic>intpartition(

AnyType[] a,intlow,inthigh) {

AnyType key = median3(a, low, high);

while(low < high) {

while(low < high && a[high].compareTo(key) >=0)

--high;

a[low] = a[high];

while(low < high && a[low].compareTo(key) <=0)

++low;

a[high] = a[low];

}

a[low] = key;

returnlow;

}

publicstatic>AnyTypemedian3(

AnyType[] a,intlow,inthigh) {

intmid = (low + high) /2;

if(a[low].compareTo(a[mid]) >0) {

AnyType temp = a[low];

a[low] = a[mid];

a[mid] = temp;

}

if(a[mid].compareTo(a[high]) >0) {

AnyType temp = a[mid];

a[mid] = a[high];

a[high] = temp;

}

if(a[low].compareTo(a[mid]) >0) {

AnyType temp = a[low];

a[low] = a[mid];

a[mid] = temp;

}

AnyType tem = a[low];

a[low] = a[mid];

a[mid] = tem;

returna[low];

}

/**

* 方法名：selectSort 说明：选择排序O(N^2)的算法

publicstatic>voidselectSort(

AnyType[] a) {

for(inti =0; i < a.length; i++) {

intj = selectMin(a, i);

if(i != j) {

AnyType temp = a[j];

a[j] = a[i];

a[i] = temp;

}

privatestatic>intselectMin(

AnyType[] a,intn) {

AnyType min = a[n];

intminPos = n;

;

for(inti = n +1; i < a.length; i++)

if(a[i].compareTo(min) <0) {

min = a[i];

minPos = i;

}

returnminPos;

}

/**

* 方法名：radixSort 说明：基数排序参数是数组和该数组中的最多位数。 O(N)的算法，将数组中的数按照从低位到高位不断的分配，收集

* 基数排序里面需要用到对1位数的稳定排序，在这里我们用到了计数排序作为基数排序的子程序，即将其直接映射到0-9的桶里

publicstaticvoidradixSort(Integer[] a,intdataNum){

int[][] array =newint[10][a.length +1];

for(inti =0; i <=9; i++)

array[i][0] =0;

intbit = dataNum;

while(dataNum-- >0) {

// 分配

for(inti =0; i < a.length; i++) {

intindex = ++array[getNum(a[i], bit - dataNum)][0];

array[getNum(a[i], bit - dataNum)][index] = a[i];

}

// 收集

for(inti =0, w =0; i <10; i++) {

for(intj =1; j <= array[i][0]; j++)

a[w++] = array[i][j];

array[i][0] =0;

}

/**

* 方法名：getNum 说明：返回数n的倒数第i位数

publicstaticintgetNum(intn,inti){

intcount =0;

while(n !=0) {

intx = n %10;

if(++count == i)

returnx;

n /=10;

}

return0;

}

/**

* 方法名：countSort 说明：计数排序 O(N)的算法空间换时间

publicstaticint[] countSort(int[] a) {

int[] c =newint[findMax(a) +1];

int[] b =newint[a.length];

for(inti =0; i < c.length; i++)

c[i] =0;

for(inti =0; i < a.length; i++)

c[a[i]]++;

intcNum = c.length -1;

for(inti = a.length -1; i >=0; i--) {

while(cNum >=0&& c[(cNum)] ==0)

cNum--;

;

b[i] = cNum;

c[cNum]--;

}

returnb;

}

publicstaticintfindMax(int[] a){

intmax = a[0];

for(inti =1; i < a.length; i++) {

if(a[i] > max)

max = a[i];

}

returnmax;

}

/**

* 方法名：bucketSort 说明：桶排序排0-999 数量不超过1000 桶排序的思想是

* 将数组里的数按照某种映射均匀的分布在n个桶里，每个桶里的数都在一定的范围内在对每个桶进行排序最后按照桶的范围在合并在一起

* 在这里直接按照0-99 100-199划分桶，最后直接合并就行

publicstaticvoidbucketSort(Integer[] a){

Integer[][] bucket =newInteger[10][101];//定义

for(inti =0;i <10;i++)

bucket[i][0] =0;

for(inti =0; i < a.length;i++){

for(intj =0;j<10;j++){

if(a[i]>=100*j&&a[i] <=100*j+99){

intindex = ++bucket[j][0];

bucket[j][index] = a[i];

}

//利用快排对每个桶进行排序

for(inti =0;i <10;i++)

quickSort(bucket[i],1,bucket[i][0]);

//将10个桶合并

intw =0;

for(inti =0;i <10;i++){

for(intj =1;j <= bucket[i][0];j++)

a[w++] = bucket[i][j];

}

/**

* 方法名：main 说明：测试

publicstaticvoidmain(String[] args){

// TODO Auto-generated method stub

Integer[] a =newInteger[] {10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};

Integer[] b =newInteger[] {10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};

Integer[] c =newInteger[] {10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};

Integer[] d =newInteger[] {10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};

Integer[] e =newInteger[] {991,122,333,1,44,588,656};

Integer[] f =newInteger[] {8,7,6,8,9,10,12,5,4};

Integer[] g =newInteger[] {10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};

Integer[] h =newInteger[] {70,76,60,65,50,55,44,42,45,20,

103,103,10004};

int[] i =newint[] {10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,1003,1003};

Integer[] k =newInteger[]{991,122,333,1,44,588,656};

insertionSort(a);

BInsertSort(b);

shellSort(c);

selectSort(d);

heapSort(e);

quickSort(f);

mergeSort(g);

radixSort(h,5);

i = countSort(i);

bucketSort(k);

System.out.println(Arrays.toString(a));

System.out.println(Arrays.toString(b));

System.out.println(Arrays.toString(c));

System.out.println(Arrays.toString(d));

System.out.println(Arrays.toString(e));

System.out.println(Arrays.toString(g));

System.out.println(Arrays.toString(f));

System.out.println(Arrays.toString(h));

System.out.println(Arrays.toString(i));

System.out.println(Arrays.toString(k));

}

闲的没事，测了下各个排序的速度。

随机填充了10W的Integer数组

对其进行各种排序

花费时间如下

插入排序：21148

二分插入排序：11808

希尔排序：76

选择排序：18919

堆排序：77

快速排序：257

归并排序：187

计数排序：90

桶排序：15

可以看到

因为排的是Integer 所以快排并没有归并排的快

常见排序的java实现

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