java算法之排序

package com.suanfa;

public class Sort {

	/**
	 * 快速排序 1:首先选取第一个数当做临界数(也可以在数组中随机选择一个数) 2:把数组中所有小于临界数的值放到左侧,所有大于临界数的值放到右侧,
	 * 3:对左侧和右侧的数分别重新从第1步开始,形成一个递归。
	 * 
	 * @param array
	 * @param left
	 * @param right
	 */
	public void quickSort(int[] array, int left, int right) {
		if (left < right) {
			int position = changePosition(array, left, right);
			quickSort(array, left, position - 1);
			quickSort(array, position + 1, right);
		}
	}

	public int changePosition(int[] array, int left, int right) {
		int firstNum = array[left];
		while (left < right) {
			while (left < right && array[right] > firstNum) {
				right--;
			}

			// 当前right值小于等于要比较的值
			if (left < right) {
				array[left] = array[right];
				left++;
			}

			while (left < right && array[left] <= firstNum) {
				left++;
			}

			if (left < right) {
				array[right] = array[left];
				right--;
			}
		}
		array[left] = firstNum;
		return left;
	}

	/**
	 * 冒泡排序 1:如果第i个数>第i+1个数,那么交换两个数的位置,这样第一趟循环可以保证倒数第一个数是最大的
	 * 2:第二趟,一次判断就可以保证倒数第二个数是倒数第二大的, 3:第n趟后,数组有序
	 * 
	 * @param array
	 */
	public void bubbleSort(int[] array) {
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
				if (array[j] > array[j + 1]) {
					swap(array, j, j + 1);
				}
			}
		}
	}

	/**
	 * 选择排序 对冒泡排序的改进,并不是每次比较都交换位置,而是先找到最大值的下标,然后交换位置
	 * @param array
	 */
	public void selectSort(int[] array) {
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			int idx = 0;
			for (int j = 0; j < array.length - i; j++) {
				if (array[idx] < array[j]) {
					idx = j;
				}
			}
			swap(array, idx, array.length - 1 - i);
		}
	}

	/**
	 * 最大堆排序
	 * 
	 * @param array
	 */
	public void maxHeadSort(int[] array) {
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			creatMaxHead(array, array.length - 1 - i);
			swap(array, 0, array.length - 1 - i);
		}
	}

	/**
	 * 把数组下标从 0 到 lastIdx 建立一个最大堆 1:最大堆的父节点 >= 两个子节点 2:最大堆是一个完全二叉树
	 * 
	 * @param array
	 * @param lastIdx
	 */
	public void creatMaxHead(int[] array, int lastIdx) {
		// 找到最小叶子节点的父节点开始循环
		for (int i = (lastIdx - 1) / 2; i >= 0; i--) {
			for (int parentNodeIdx = i; parentNodeIdx * 2 + 1 <= lastIdx;) {
				int childBigIdx = parentNodeIdx * 2 + 1;
				// 判断左节点 和 右节点的大小
				if (childBigIdx + 1 < lastIdx) {
					if (array[childBigIdx] < array[childBigIdx + 1]) {
						childBigIdx++;
					}
				}
				if (array[parentNodeIdx] >= array[childBigIdx]) {
					break;
				}
				swap(array, parentNodeIdx, childBigIdx);// 父节点和最大子节点交换
				parentNodeIdx = childBigIdx;
			}
		}
	}

	/**
	 * 归并排序
	 * @param nums
	 * @param low
	 * @param high
	 */
	public  void mergeSort(int[] nums, int low, int high) {
		int mid = (low + high) / 2;
		if (low < high) {
			// 左边
			mergeSort(nums, low, mid);
			// 右边
			mergeSort(nums, mid + 1, high);
			// 左右归并
			merge(nums, low, mid, high);
		}
	}

	public static void merge(int[] nums, int low, int mid, int high) {
		int[] temp = new int[high - low + 1];
		int i = low;// 左指针
		int j = mid + 1;// 右指针
		int k = 0;

		//把较小的数先移到新数组中
		while (i <= mid && j <= high) {
			if (nums[i] < nums[j]) {
				temp[k++] = nums[i++];
			} else {
				temp[k++] = nums[j++];
			}
		}

		// 把左边剩余的数移入数组
		while (i <= mid) {
			temp[k++] = nums[i++];
		}

		// 把右边边剩余的数移入数组
		while (j <= high) {
			temp[k++] = nums[j++];
		}

		// 把新数组中的数覆盖nums数组
		for (int k2 = 0; k2 < temp.length; k2++) {
			nums[k2 + low] = temp[k2];
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		int[] array = { 8, 2, 5, 6, 9, 7, 3, 4, 1, 11, 0, 26, 21, 16, 19, 12 };
		Sort s = new Sort();
		s.creatMaxHead(array, array.length - 1);
		s.print(array);
	}

	public void swap(int[] arrry, int i, int j) {
		int temp = arrry[i];
		arrry[i] = arrry[j];
		arrry[j] = temp;
	}

	public void print(int[] array) {
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			System.out.print(array[i] + ",");
		}
		System.out.println();
	}

}

package com.suanfa;

import junit.framework.TestCase;

import org.junit.Assert;

public class TestSort extends TestCase {
	
	Sort sort = new Sort();
	
	/**
	 * 测试快速排序
	 */
	public void testQuickSort() {
		int [] array = {8,2,5,6,9,7,3,4,1,11,0,26,21,16,19,12};
		sort.quickSort(array, 0, array.length-1);
		check(array);
	}
	
	/**
	 * 测试冒泡排序
	 */
	public void testBubbleSort(){
		int [] array = {8,2,5,6,9,7,3,4,1,11,0,26,21,16,19,12};
		sort.bubbleSort(array);
		check(array);
	}
	
	/**
	 * 测试选择排序
	 */
	public void testSelectSort(){
		int [] array = {8,2,5,6,9,7,3,4,1,11,0,26,21,16,19,12};
		sort.selectSort(array);
		check(array);
	}
	
	/**
	 * 测试最大堆排序
	 */
	public void testHeadSort(){
		int [] array = {8,2,5,6,9,7,3,4,1,11,0,26,21,16,19,12};
		sort.maxHeadSort(array);
		sort.print(array);
		for(int i=0;i<array.length;i++){
			check(array);
		}
	}
	
	
	/**
	 * 测试归并排序
	 */
	public void testMergeSort(){
		int [] array = {8,2,5,6,9,7,3,4,1,11,0,26,21,16,19,12};
		sort.mergeSort(array,0,array.length-1);
		sort.print(array);
		for(int i=0;i<array.length;i++){
			check(array);
		}
		
	}
	
	
	
	
	
	
	public void check(int [] array){
		for(int i=0;i<array.length-1;i++){
			Assert.assertTrue(array[i] <= array[i+1]);
		}
	}

}

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