Java数据结构和算法笔记-简单排序算法

Java数据结构和算法笔记-简单排序算法

本讲提到的排序算法都假定了数组作为数据存储结构，本讲所有算法的时间复杂度都是。在大多数情况下，假设当数据量比较小或基本上有序时，插入排序算法是三种简单排序算法中最好的选择，是应用最多的。对于更大数据量的排序来说，后面讲到的快速排序通常是最快的方法

1. 冒泡排序

1）基本思想

在要排序的一组数中，对当前还未排好序的范围内的全部数，自下而上对相邻的两个数依次进行比较和调整，让较大的数往下沉，较小的往上冒。即：每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时，就将它们互换

2）算法实现
冒泡排序的Java代码：

// bubble sort
    public static void bubbleSort(long[] arr) {
        long temp;
        for(int i=0; i1; i++) { //outer loop (forward)
            for(int j=arr.length-1; j>i; j--) {//inner loop (backward)
                if(arr[j] < arr[j-1]) { // swap them
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j-1];
                    arr[j-1] = temp;
                }
            }
        }
    }

测试冒泡排序及输出结果：

 public void testBubbleSort() throws Exception {
        long[] arr = {79, 91, 13, 52, 34};
        Sort.bubbleSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));   //[13, 34, 52, 79, 91]
    }

2. 选择排序

1）基本思想

在要排序的一组数中，选出最小的一个数与第一个位置的数交换；然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换，如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。
与冒泡排序相比，选择排序将必要的交换次数从O(N*N)减少到O(N)，但比较次数仍然保持为O(N*N)

2）算法实现
选择排序的Java代码

// select sort
    public static void selectSort(long[] arr) {
        long temp;
        for(int i=0; i1; i++) { //outer loop
            int k = i; // location of minimum
            for(int j=i+1; j//inner loop
                if(arr[j] < arr[k]) {
                    k = j; // a new minimum location
                }
            }
            temp = arr[i];
            arr[i] = arr[k];
            arr[k] = temp;
        }

测试选择排序及输出结果：

public void testSelectSort() throws Exception {
        long[] arr = {79, 91, 13, 52, 34};
        Sort.selectSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));   //[13, 34, 52, 79, 91]

    }

3. 插入排序

1）基本思想

在要排序的一组数中，假设前面(n-1)[n>=2]个数已经是排好顺序的（局部有序），现在要把第n个数插到前面的有序数中，使得这n个数也是排好顺序的。如此反复循环，直到全部排好顺序。
在插入排序中，一组数据仅仅是局部有序的；而冒泡排序和选择排序，一组数据项在某个时刻是完全有序的。

2）算法实现

插入排序的Java代码：

// insert sort
    public static void insertSort(long[] arr) {
        long temp;
        for(int i=1; i// i is marked location
            temp = arr[i]; // remove marked item
            int j = i; // start shifts at i
            while(j>=1 && arr[j-1]>temp) { // until one is smaller
                arr[j] = arr[j-1]; // shift item right
                j--;  // go left one position
            }
            arr[j] = temp; // insert marked item
        }
    }

测试插入排序以及输出结果：

public void testInsertSort() throws Exception {
        long[] arr = {79, 91, 13, 52, 34, 34};
        Sort.insertSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr)); 
        //[13, 34, 34, 52, 79, 91]
    }