面试笔记:Java实现冒泡、选择、插入、快速和归并排序

时间复杂度
算法 最好 最坏 平均
冒泡 O(n) O(n2) O(n2)
选择 O(n2) O(n2) O(n2)
插入 O(n) O(n2) O(n2)
快速 O(nlog2n) O(n2) O(nlog2n)
归并 O(nlog2n) O(nlog2n) O(nlog2n)

冒泡/选择/插入
package com.denk.test;

/**
 * @author: denk
 * desc:
 * date: 2018/3/21
 */
public class Sort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {37, -10, 99, 4, 7, 9, 10, 20, 30, 50, 66, 77, 2, 100, -100, 1};
//        bubbleSort(arr);
//        selectSort(arr);
        insertSort(arr);
        print(arr);
    }

    /**
     * 插入排序
     *
     * @param arr
     */
    public static void insertSort(int[] arr) {
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            int j = i;
            int key = arr[i];
            while (j > 0 && key < arr[j - 1]) {
                arr[j] = arr[j - 1];
                j--;
            }
            arr[j] = key;
        }
    }

    /**
     * 选择排序
     *
     * @param arr
     */
    public static void selectSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            int min = i;
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] < arr[min]) {
                    min = j;
                }
            }
            swap(arr, i, min);
        }
    }

    /**
     * 冒泡排序
     *
     * @param arr
     */
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    swap(arr, j, j + 1);
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 交换数组中的第i个元素和第j哥元素的值
     *
     * @param arr
     * @param i
     * @param j
     */
    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }

    /**
     * 打印arr中所有元素的值
     *
     * @param arr
     */
    public static void print(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

快速
package com.denk.test;

/**
 * @author: denk
 * desc:
 * date: 2018/3/21
 */
public class Sort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {37, -10, 99, 4, 7, 9, 10, 20, 30, 50, 66, 77, 2, 100, -100, 1};
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        print(arr);
    }

    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if (low >= high) return;
        int posi = findPost(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, posi - 1);
        quickSort(arr, posi + 1, high);
    }

    /**
     * 找到分隔数及位置,分隔点左边所有小于分隔数,右边所有大于分隔数
     *
     * @param arr
     * @param low
     * @param high
     * @return
     */
    public static int findPost(int[] arr, int low, int high) {
        int mid = (low + high) / 2;//可随机
        swap(arr, mid, high);
        int small = low - 1;
        for (int i = low; i < high; i++) {
            if (arr[i] < arr[high]) {
                ++small;
                if (small != i) {
                    swap(arr, i, small);
                }
            }
        }
        swap(arr, ++small, high);
        return small;
    }

    /**
     * 交换数组中的第i个元素和第j哥元素的值
     *
     * @param arr
     * @param i
     * @param j
     */
    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }

    /**
     * 打印arr中所有元素的值
     *
     * @param arr
     */
    public static void print(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}
归并
package com.denk.test;

/**
 * @author: denk
 * desc:
 * date: 2018/3/21
 */
public class Sort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {37, -10, 99, 4, 7, 9, 10, 20, 30, 50, 66, 77, 2, 100, -100, 1};
        int[] temp = new int[arr.length];
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
        print(arr);
    }

    /**
     * 归并排序,先将两边各自排好序,然后合并到一起
     *
     * @param arr
     * @param low
     * @param high
     * @param temp
     */
    public static void mergeSort(int[] arr, int low, int high, int[] temp) {
        if (low < high) {
            int mid = (low + high) / 2;
            mergeSort(arr, low, mid, temp);
            mergeSort(arr, mid + 1, high, temp);
            merge(arr, low, mid, high, temp);
        }
    }

    /**
     * 将排好序的两个子数组合并成一个有序的大数组
     *
     * @param arr
     * @param left
     * @param mid
     * @param right
     * @param temp
     */
    public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {
        int i = left;
        int m = mid;
        int j = mid + 1;
        int n = right;

        int k = 0;
        while (i <= m && j <= n) {
            if (arr[i] < arr[j]) {
                temp[k++] = arr[i++];
            } else {
                temp[k++] = arr[j++];
            }
        }
        while (i <= m) {
            temp[k++] = arr[i++];
        }
        while (j <= n) {
            temp[k++] = arr[j++];
        }
        for (i = 0; i < k; i++) {
            arr[left + i] = temp[i];
        }
    }

    /**
     * 打印arr中所有元素的值
     *
     * @param arr
     */
    public static void print(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

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