几种常见排序算法总结（java版）

代码如下：

/*************几种常见的排序算法总结***************************/

package paixu;

public class PaiXu {
   final int MAX=20;
   int num[]=new int[MAX];
   {
	   System.out.print("生成的随机数组是：");
	   for(int i=0;i<20;i++){
		   num[i]=(int)(Math.random()*100);
		   System.out.print(num[i]+" ");
	   }
	   System.out.println();
   }
   
   int num2[]=new int[MAX]; //只用于合并排序法中
   {
	   System.out.print("合并排序法需要使用的数组2是：");
	   for(int i=0;i<20;i++){
		   num2[i]=(int)(Math.random()*100);
		   System.out.print(num2[i]+" ");
	   }
	   System.out.println();
   }
   
   int num3[]=new int[MAX+MAX]; //用于存放合并排序法中被合并排序好的数组
   
   
   public PaiXu(){
	   selsort(num.clone());   						//选择排序法
	   insort(num.clone());    						//插入排序法
	   bubsort(num.clone());						//冒泡排序法
	   shellsort(num.clone());						//希尔排序法
	   shakersort(num.clone());						//shake排序法
	   heapsort(num.clone());						//堆排序
	   quicksort_one(num.clone());					//快速排序法（一）	
	   quicksort_two(num.clone());					//快速排序法（二）
	   quicksort_three(num.clone());				//快速排序法（三）
	   mergesort(num.clone(),num2.clone(),num3);	//合并排序法
	   basesort(num.clone());						//基数排序法
   }
  
   /*----------------------------选择排序法-------------------------------------------
          将要排序的对象分作两部份，一个是已排序的，一个是未排序的，从后端未排序部份选择一个最小值，并放入前端已排序部份的最后一个。
   -------------------------------------------------------------------------------*/
   public void selsort(int number[]) {
		int i, j, k, m, temp;
		long start,end;
		
		start=System.nanoTime();
		for(i = 0; i < MAX-1; i++) {
			m = i;
			for(j = i+1; j < MAX; j++){
				if(number[j] < number[m]){
				 m = j;
				}
			}
			if( i != m){
				temp=number[i];
				number[i]=number[m];
				number[m]=temp;
			}
		}
		end=System.nanoTime();
		
		System.out.println("-----------------选择排序法------------------");
		System.out.print("排序后是:");
		for(i=0;i<=MAX-1;i++){
			System.out.print(number[i]+" ");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
	}
   
   
   
   /*-------------------------插入排序法--------------------------------
            像是玩朴克一样，我们将牌分作两堆，每次从后面一堆的牌抽出最前端的牌，然后插入前面一堆牌的适当位置
   -----------------------------------------------------------------*/
   public void insort(int number[]){
	    int i, j, k, temp;
	    long start,end;
	    
	    start=System.nanoTime();
		for(j = 1; j < MAX; j++) {
			temp = number[j];
			i = j - 1;
			while(temp < number[i]) {
				number[i+1] = number[i];
				i--;
				if(i == -1){
					break;
				}
			}
		number[i+1] = temp;
		}
		end=System.nanoTime();
		
		System.out.println("-----------------插入排序法------------------");
		System.out.print("排序后是:");
		for(i=0;i<=MAX-1;i++){
			System.out.print(number[i]+" ");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
   }
   
   
   /*-----------------------------------------冒泡排序法----------------------------------------
                   顾名思义，就是排序时，最大的元素会如同气泡一样移至右端，其利用比较相邻元素的方法，将大的元素交换至右端，
          所以大的元素会不断的往右移动，直到适当的位置为止。
                  基本的气泡排序法可以利用旗标的方式稍微减少一些比较的时间，当寻访完阵列后都没有发生任何的交换动作，
         表示排序已经完成，而无需再进行之后的回圈比较与交换动作。
   ----------------------------------------------------------------------------------------*/
   public void bubsort(int number[]){
	    int i, j, k, temp, flag = 1;
	    long start,end;
	    
	    start=System.nanoTime();
	    for(i = 0; i < MAX-1 && flag == 1; i++) {
		    flag = 0;
			for(j = 0; j < MAX-i-1; j++) {
				if(number[j+1] < number[j]) {
					temp=number[j+1];
					number[j+1]=number[j];
					number[j]=temp;
					flag = 1;
				}
			}
		}
	    end=System.nanoTime();
	    
	    System.out.println("-----------------冒泡排序法------------------");
		System.out.print("排序后是:");
		for(i=0;i<=MAX-1;i++){
			System.out.print(number[i]+" ");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
   }
   
   
   
   /*--------------------------shell（希尔）排序法----------------------------
    Shell首先将间隔设定为n/2，然后跳跃进行插入排序，再来将间隔n/4，跳跃进行排序动作，再来
	间隔设定为n/8、n/16，直到间隔为1之后的最后一次排序终止，由于上一次的排序动作都会将
	固定间隔内的元素排序好，所以当间隔越来越小时，某些元素位于正确位置的机率越高，因此
	最后几次的排序动作将可以大幅减低。
    ---------------------------------------------------------------------*/
   public void shellsort(int number[]) {
	    int i, j, k, gap, temp;
	    long start,end;
	    
	    start=System.nanoTime();
	    gap = MAX / 2;
	   	while(gap > 0) {
	   		for(k = 0; k < gap; k++) {
	   			for(i = k+gap; i < MAX; i+=gap) {
	   				for(j = i - gap; j >= k; j-=gap) {
	   					if(number[j] > number[j+gap]) {
	   						temp=number[j];
	   						number[j]=number[j+gap];
	   						number[j+gap]=temp;
	   					}else{
	   						break;
	   					}
	   				}
	   			}
	   		}
	   		gap /= 2;
	   	}
	   	end=System.nanoTime();
	   	
	   	System.out.println("-----------------shell(希尔)排序法（改进的插入排序法）------------------");
		System.out.print("排序后是:");
		for(i=0;i<=MAX-1;i++){
			System.out.print(number[i]+" ");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
   }
   
   
   
   /*---------------------Shake排序法（改良的冒泡排序法）--------------------------
              方法就在于气泡排序的双向进行，先让气泡排序由左向右进行，再来让气泡排序由右往左进行，
              如此完成一次排序的动作，而您必须使用left与right两个旗标来记录左右两端已排序的元素位置。 
    --------------------------------------------------------------------*/
   public void shakersort(int number[]) { 
	    int i, temp, left = 0, right = MAX - 1, shift = 0; 
	    long start,end;
	    
	    start=System.nanoTime();
	    while(left < right) { 
	        // 向右進行氣泡排序 
	        for(i = left; i < right; i++) { 
	            if(number[i] > number[i+1]) { 
	            	temp=number[i];
	            	number[i]=number[i+1];
	            	number[i+1]=temp;
	                shift = i; 
	            } 
	        } 
	        right = shift;  
	
	        // 向左進行氣泡排序 
	        for(i = right; i > left; i--) { 
	            if(number[i] < number[i-1]) { 
	            	temp=number[i];
	            	number[i]=number[i-1];
	            	number[i-1]=temp; 
	                shift = i; 
	            } 
	        } 
	        left = shift; 
	    }
	    end=System.nanoTime();
	    
		System.out.println("-----------------shake排序法（改进的冒泡排序法）------------------");
		System.out.print("排序后是:");
		for(i=0;i<=MAX-1;i++){
			System.out.print(number[i]+" ");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
	} 
   
   
   
   
   /*-----------------------heap排序（堆排序法--改进的选择排序）----------------------------
           利用堆积树的原理，先构造一个堆积树（看堆积树的定义，笔记本上有），然后将根节点与最后的叶子节点交换，并屏蔽掉最后一个叶子节点，
           然后再将未被屏蔽的部分重新构造堆积树，然后再重复上面的步骤，直到所有的数被按顺序排好。
    --------------------------------------------------------------------------------*/
   public void heapsort(int number[]) {
	   int i, m, p, s, temp;
	   long start,end;
	   
	   start=System.nanoTime();
	   int number_temp[]=new int[MAX+1];
	   for(int temp_i=1;temp_i 1) {
		   temp=number_temp[1];
		   number_temp[1]=number_temp[m];
		   number_temp[m]=temp;
		   m--;
		   p = 1;
		   s = 2 * p;
		   while(s <= m) {
			   if(s < m && number_temp[s+1] > number_temp[s])
				   s++;
			   if(number_temp[p] >= number_temp[s])
				   break;
			   temp=number_temp[p];
			   number_temp[p]=number_temp[s];
			   number_temp[s]=temp;
			   p = s;
			   s = 2 * p;
		   }
	   }
	   for(int temp_j=1;temp_j= 2 && heap[p] < heap[s]) {
			   temp=heap[p];
			   heap[p]=heap[s];
			   heap[s]=temp;
			   s = p;
			   p = s / 2;
		   }
	   }
	   for(i = 1; i <= MAX; i++){
		  number[i] = heap[i]; 
	   }
   }
   
   
   
   
   
   
   /*-----------------------快速排序法（一）---------------------------------------------
	这边所介绍的快速演算如下：将最左边的数设定为轴，并记录其值为s
	廻圈处理：
	令索引i 从数列左方往右方找，直到找到大于s 的数
	令索引j 从数列左右方往左方找，直到找到小于s 的数
	如果i >= j，则离开回圈
	如果i < j，则交换索引i与j两处的值
	将左侧的轴与j 进行交换
	对轴左边进行递回
	对轴右边进行递回  
    --------------------------------------------------------------------------------*/
   public void quicksort_one(int number[]){
	   long start,end;
	   
	   start=System.nanoTime();
	   quicksort_1(number,0,MAX-1);
	   end=System.nanoTime();
	   
	    System.out.println("-----------------快速排序法（ 一 ）------------------");
		System.out.print("排序后是:");
		for(int i=0;i<=MAX-1;i++){
			System.out.print(number[i]+" ");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
	   
	   
   }
   
   
   public void quicksort_1(int number[],int left,int right) {
	   int i, j, s, temp;
	   if(left < right) {
		   s = number[left];
		   i = left;
		   j = right + 1;
		   while(true) {
			   // 向右找
			   while(i + 1 < number.length && number[++i] < s) ;
			   // 向左找
			   while(j -1 > -1 && number[--j] > s) ;
			   if(i >= j)
				   break;
			   temp=number[i];
			   number[i]=number[j];
			   number[j]=temp;
		   }
	   number[left] = number[j];
	   number[j] = s;
	   quicksort_1(number, left, j-1); // 对左边进行递回
	   quicksort_1(number, j+1, right); // 对右边进行递回
	   }
   }
   
   
   
   /*-----------------------快速排序法（二）---------------------------------------------
	在这个例子中，取中间的元素s作比较，同样的先得右找比s大的索引i，然后找比s小的
	索引j，只要两边的索引还没有交会，就交换i 与j 的元素值，这次不用再进行轴的交换了，
	因为在寻找交换的过程中，轴位置的元素也会参与交换的动作，例如：
	41 24 76 11 45 64 21 69 19 36
	首先left为0，right为9，(left+right)/2 = 4（取整数的商），所以轴为索引4的位置，比较的元素是
	45，您往右找比45大的，往左找比45小的进行交换：
	41 24 76* 11 [45] 64 21 69 19 *36
	41 24 36 11 45* 64 21 69 19* 76
	41 24 36 11 19 64* 21* 69 45 76
   [41 24 36 11 19 21] [64 69 45 76]
	完成以上之后，再初别对左边括号与右边括号的部份进行递回，如此就可以完成排序的目的。
   --------------------------------------------------------------------------------*/
   public void quicksort_two(int number[]){
	   long start,end;
	   
	   start=System.nanoTime();
	   quicksort_2(number,0,MAX-1);
	   end=System.nanoTime();
	   
	    System.out.println("-----------------快速排序法（ 二 ）------------------");
		System.out.print("排序后是:");
		for(int i=0;i<=MAX-1;i++){
			System.out.print(number[i]+" ");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
   }
   
   
   public void quicksort_2(int number[], int left, int right) {
	   int i, j, s, temp;
	   if(left < right) {
		   s = number[(left+right)/2];
		   i = left - 1;
		   j = right + 1;
		   while(true) {
			   while(number[++i] < s) ; // 向右找
			   while(number[--j] > s) ; // 向左找
			   if(i >= j)
				   break;
			   temp=number[i];
			   number[i]=number[j];
			   number[j]=temp;
		   }
	   quicksort_2(number, left, i-1); // 对左边进行递回
	   quicksort_2(number, j+1, right); // 对右边进行递回
	   }
   }
   
   
   
   
   /*-----------------------快速排序法（三）---------------------------------------------
            先说明这个快速排序法的概念，它以最右边的值s作比较的标准，将整个数列分为三个部份，
	一个是小于s的部份，一个是大于s的部份，一个是未处理的部份，如下所示：
			i			j
    --------|-----------|----------|s
		小于s		大于s			未处理
	在排序的过程中，i 与j 都会不断的往右进行比较与交换，最后数列会变为以下的状态：
	-------------|-----------------|s
		小于s				大于s
	然后将s的值置于中间，接下来就以相同的步骤会左右两边的数列进行排序的动作，如下所示：
	-------------|s|---------------
	   	小于s				大于s
	然后采用递归的方法重复上面的步骤，就可以实现排序了。
   --------------------------------------------------------------------------------*/
   public void quicksort_three(int number[]){
	   long start,end;
	   
	   start=System.nanoTime();
	   quicksort_3(number,0,MAX-1);
	   end=System.nanoTime();
	   
	    System.out.println("-----------------快速排序法（ 三 ）------------------");
		System.out.print("排序后是:");
		for(int i=0;i<=MAX-1;i++){
			System.out.print(number[i]+" ");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
	   
   }
   
   
   public int partition(int number[], int left, int right) {
	   int i, j, s, temp;
	   s = number[right];
	   i = left - 1;
	   for(j = left; j < right; j++) {
		   if(number[j] <= s) {
			   i++;
			   temp=number[i];
			   number[i]=number[j];
			   number[j]=temp;
		   }
	   }
	   temp=number[i+1];
	   number[i+1]=number[right];
	   number[right]=temp;
	   return i+1;
   }
   
   public void quicksort_3(int number[], int left, int right) {
	   int q;
	   if(left < right) {
		   q = partition(number, left, right);
		   quicksort_3(number, left, q-1);
		   quicksort_3(number, q+1, right);
	   }
   }
   
   
   
   
   
   /*-----------------------合并排序法---------------------------------------------
             合并排序法基本是将两笔已排序的资料合并并进行排序，如果所读入的资料尚未排序，
             可以先利用其它的排序方式来处理这两笔资料，然后再将排序好的这两笔资料合并。
             合并排序法中用到了  快速排序法（三）
   --------------------------------------------------------------------------------*/
   
   public void mergesort(int number1[],int number2[],int number3[]){
	   long start,end;
	   
	   start=System.nanoTime();
	   quicksort_3(number1,0,MAX-1);
	   quicksort_3(number2,0,MAX-1);
	   mergesort_merge(number1,MAX,number2,MAX,number3);
	   end=System.nanoTime();
	   
	   System.out.println("-----------------合并排序法------------------");
	   System.out.print("排序后是:");
	   for(int i=0;i<=MAX+MAX-1;i++){
			System.out.print(number3[i]+" ");
	   }
	   System.out.println();
	   System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");   
   }
   
   
   public void mergesort_merge(int number1[], int M, int number2[], int N, int number3[]) {
	   int i = 0, j = 0, k = 0;
	   while(i < M && j < N) {
		   if(number1[i] <= number2[j]){
			   number3[k++] = number1[i++];
		   }else{
			   number3[k++] = number2[j++];
		   }   
	   }
	   while(i < M){
		   number3[k++] = number1[i++];
	   }  
	   while(j < N){
		   number3[k++] = number2[j++];
	   }
   }
   
   
   
   
   /*-----------------------基数排序法---------------------------------------------
            基数排序的方式可以采用LSD（Least sgnificant digital）或MSD（Most sgnificant digital），
	LSD的排序方式由键值的最右边开始，而MSD则相反，由键值的最左边开始。
	以LSD为例，假设原来有一串数值如下所示：
	73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81
	首先根据个位数的数值，在走访数值时将它们分配至编号0到9的桶子中：
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
		81				65				39
				43	14	55			28
				93
			22	73
	接下来将这些桶子中的数值重新串接起来，成为以下的数列：
	81, 22, 73, 93, 43, 14, 55, 65, 28, 39
	接着再进行一次分配，这次是根据十位数来分配：
	接下来将这些桶子中的数值重新串接起来，成为以下的数列：
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
			28	39
		14	22		43	55	65	73	81	93
	14, 22, 28, 39, 43, 55, 65, 73, 81, 93
	这时候整个数列已经排序完毕；如果排序的对象有三位数以上，则持续进行以上的动作直至最
	高位数为止。
	LSD的基数排序适用于位数小的数列，如果位数多的话，使用MSD的效率会比较好，MSD的方
	式恰与LSD相反，是由高位数为基底开始进行分配，其他的演算方式则都相同。      
   --------------------------------------------------------------------------------*/
   public void basesort(int number[]){
	   int temp[][] = new int[MAX][MAX];
	   int order[] = new int[MAX];
	   int i, j, k, n, lsd;
	   long start,end;
	   k = 0;
	   n = 1;
	   
	   
	   start=System.nanoTime();
	   while(n <= 10) {
		   for(i = 0; i < MAX; i++) {
			   lsd = ((number[i] / n) % 10);
			   temp[lsd][order[lsd]] = number[i];
			   order[lsd]++;
		   }
		   //重新排列
		   for(i = 0; i < MAX; i++) {
			   if(order[i] != 0)
				   for(j = 0; j < order[i]; j++) {
					   number[k] = temp[i][j];
					   k++;
				   }
			   order[i] = 0;
		   }
		   n *= 10;
		   k = 0;
		}
	   end=System.nanoTime();
	   
	   System.out.println("-----------------基数排序法------------------");
	   System.out.print("排序后是:");
	   for(int ii=0;ii<=MAX-1;ii++){
			System.out.print(number[ii]+" ");
	   }
	   System.out.println();
	   System.out.println("排序使用时间："+(end-start)+" ns");
   }
   

   public static void main(String[] args){
	   System.out.println("以下的测试时间仅供参考...");
	   new PaiXu();
   }
   
}

以上代码的运行结果如下所示：

以下的测试时间仅供参考...
生成的随机数组是：53 82 61 70 75 31 30 68 22 56 48 23 12 74 13 85 69 62 21 55 
合并排序法需要使用的数组2是：2 12 48 18 93 13 98 87 55 77 89 56 6 31 56 38 59 76 90 30 
-----------------选择排序法------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：7815 ns
-----------------插入排序法------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：7475 ns
-----------------冒泡排序法------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：18008 ns
-----------------shell(希尔)排序法（改进的插入排序法）------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：11212 ns
-----------------shake排序法（改进的冒泡排序法）------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：14610 ns
-----------------heap排序（堆排序法--改进的选择排序）------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：15969 ns
-----------------快速排序法（ 一 ）------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：8834 ns
-----------------快速排序法（ 二 ）------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：9853 ns
-----------------快速排序法（ 三 ）------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：10533 ns
-----------------合并排序法------------------
排序后是:2 6 12 12 13 13 18 21 22 23 30 30 31 31 38 48 48 53 55 55 56 56 56 59 61 62 68 69 70 74 75 76 77 82 85 87 89 90 93 98 
排序使用时间：20387 ns
-----------------基数排序法------------------
排序后是:12 13 21 22 23 30 31 48 53 55 56 61 62 68 69 70 74 75 82 85 
排序使用时间：8495 ns

再次申明，以上的测试时间仅供参考，在项目中需要使用什么排序算法要根据实际情况来确定。