排序算法的奥秘：JAVA中的揭秘与实现

冒泡排序(Bubble Sort)是一种简单的排序算法，它通过多次迭代比较和交换相邻的元素来排序一个数组。每次迭代，较大的元素会逐渐"冒泡"到数组的末尾。以下是Java中实现冒泡排序的示例代码：

public class BubbleSort {     public static void bubbleSort(int[] arr) {         int n = arr.length;                  // 进行n-1次迭代，每次迭代将一个最大的元素移到末尾         for (int i = 0; i < n - 1; i++) {             // 在每次迭代中，比较相邻的元素并交换它们的位置             // 每次迭代都会将未排序部分的最大元素移到末尾             for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {                 if (arr[j] > arr[j + 1]) {                     // 交换相邻的元素                     int temp = arr[j];                     arr[j] = arr[j + 1];                     arr[j + 1] = temp;                 }             }         }     }     public static void main(String[] args) {         int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};         System.out.println("排序前的数组：");         for (int num : arr) {             System.out.print(num + " ");         }         bubbleSort(arr);         System.out.println("\n排序后的数组：");         for (int num : arr) {             System.out.print(num + " ");         }     } }

       在上述代码中，bubbleSort方法实现了冒泡排序算法。它通过嵌套的循环进行迭代，每次迭代比较相邻的元素并根据需要交换它们的位置。在每次迭代中，最大的元素会逐渐"冒泡"到数组的末尾。main方法中的示例展示了如何使用该算法对一个数组进行排序。

      运行代码，你将看到排序前和排序后的数组输出。注意，冒泡排序算法的时间复杂度为O(n^2)，因此它在大规模数据集上的性能可能不如其他高效的排序算法。

插入排序（Insertion Sort）是一种简单的排序算法，它通过将一个元素逐个插入已排序的序列中，最终完成整个数组的排序。具体来说，插入排序从第二个元素开始，逐个将其插入到已排序的子数组中，直到所有元素都被插入到适当的位置为止。以下是Java中实现插入排序的示例代码：

public class InsertionSort {     public static void insertionSort(int[] arr) {         int n = arr.length;                  for (int i = 1; i < n; i++) {             int key = arr[i];             int j = i - 1;                          // 将arr[0...i-1]中的元素依次向后移动，直到找到key的正确位置             while (j >= 0 && arr[j] > key) {                 arr[j + 1] = arr[j];                 j--;             }                          arr[j + 1] = key;         }     }     public static void main(String[] args) {         int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};         System.out.println("排序前的数组：");         for (int num : arr) {             System.out.print(num + " ");         }         insertionSort(arr);         System.out.println("\n排序后的数组：");         for (int num : arr) {             System.out.print(num + " ");         }     } }

      在上述代码中，insertionSort方法实现了插入排序算法。它从数组的第二个元素开始，将当前元素保存为key，然后将比key大的元素向后移动一个位置，直到找到key的正确位置。main方法中的示例展示了如何使用该算法对一个数组进行排序。

      运行代码，你将看到排序前和排序后的数组输出。插入排序算法的时间复杂度为O(n^2)，但在部分已排序或接近排序的情况下，它的性能较好。插入排序还具有原地排序的特点，不需要额外的内存空间。

选择排序（Selection Sort）是一种简单的排序算法，它通过每次选择未排序部分中的最小元素，并将其放置在已排序部分的末尾，逐步完成整个数组的排序。具体来说，选择排序从第一个元素开始，逐个找到未排序部分的最小元素，并与未排序部分的第一个元素交换位置。以下是Java中实现选择排序的示例代码：

public class SelectionSort {     public static void selectionSort(int[] arr) {         int n = arr.length;                  for (int i = 0; i < n - 1; i++) {             int minIndex = i;                          // 在未排序部分中找到最小的元素的索引             for (int j = i + 1; j < n; j++) {                 if (arr[j] < arr[minIndex]) {                     minIndex = j;                 }             }                          // 将最小元素与未排序部分的第一个元素交换位置             int temp = arr[minIndex];             arr[minIndex] = arr[i];             arr[i] = temp;         }     }     public static void main(String[] args) {         int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};         System.out.println("排序前的数组：");         for (int num : arr) {             System.out.print(num + " ");         }         selectionSort(arr);         System.out.println("\n排序后的数组：");         for (int num : arr) {             System.out.print(num + " ");         }     } }

      在上述代码中，selectionSort方法实现了选择排序算法。它通过嵌套的循环迭代，每次迭代找到未排序部分的最小元素，并与未排序部分的第一个元素交换位置。main方法中的示例展示了如何使用该算法对一个数组进行排序。