【面试】Java实现经典八大排序算法及复杂度、稳定性及代码分析（一）

一、插入排序
1.1 直接插入排序

基本思想

将一个记录插入到已排好序的序列中，从而得到一个新的有序序列（将序列的第一个数据看成是一个有序的子序列，然后从第二个记录逐个向该有序的子序列进行有序的插入，直至整个序列有序）

重点：使用哨兵，用于临时存储和判断数组边界。

        空间复杂度：O(1)。

        时间复杂度：O(n^2)。在最好情况下，表中元素已经有序，此时每插入一个元素，都只需要比较一次而不用移动元素，因此时间复杂度为O(n^2)。

        稳定性：每次插入元素时总是从后向前先比较再移动，所以不会出现相同元素相对位置发生变化的情况。即直接插入排序是一个稳定的排序方法。

流程图

算法实现

public class Sort {

    public static void main(String[] args) {

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

        int temp;

        for (int i=1;i=0;j--){
                    if (j>0 && arr[j-1]>temp) {
                        arr[j]=arr[j-1];
                    }else {
                        arr[j]=temp;
                        break;
                    }
                }
            }
        }

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

    }


}

 

1.2 希尔排序

直接插入排序存在的问题：
当后面插入的数较小的话，前面排好序的元素后移的次数会明显的增多，对效率有影响。

希尔排序：

在直接插入排序的基础上进行改进，也称为缩小增量排序。

基本思想：

希尔排序是把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序算法排序；随着增量逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减少至1时，整个元素集合被分成一组，算法便终止。
 

    空间复杂度：O(1)。

   时间复杂度：当n在某个特定范围时，希尔排序的时间复杂度约为O(n^1.3)。在最坏情况下希尔排序排序的时间复杂度为O(n^2)。

   稳定性：当相同关键字的记录被划分到不同的子表时，可能会改变他们之间的相对次序，因此希尔排序是一个不稳定的排序方法。

动态图解：

算法实现

import java.util.Scanner;

public class Shell_sort {

//希尔排序是非稳定的排序算法

//基本思想：
//先取一个小于n的整数d1作为第一个增量，把所有数据分组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个分组中。先在各组内进行直接插入排序；
//然后，取第二个增量d2=0&&temp