一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

阳光穿透心脏的1/2处 2022-04-03 01:41 175阅读 0赞

**1.直接插入排序**

经常碰到这样一类排序问题：把新的数据插入到已经排好的数据列中。

将第一个数和第二个数排序，然后构成一个有序序列

将第三个数插入进去，构成一个新的有序序列。

对第四个数、第五个数……直到最后一个数，重复第二步。

![2018121920293619][]

**如何写成代码：**

首先设定插入次数，即循环次数，for(int i=1;i<length;i++)，1个数的那次不用插入。

设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。

从最后一个数开始向前循环，如果插入数小于当前数，就将当前数向后移动一位。

将当前数放置到空着的位置，即j+1。

**代码实现如下：**

![2018121920293636][]

**2.希尔排序**

对于直接插入排序问题，数据量巨大时。

将数的个数设为n，取奇数k=n/2，将下标差值为k的书分为一组，构成有序序列。

再取k=k/2 ，将下标差值为k的书分为一组，构成有序序列。

重复第二步，直到k=1执行简单插入排序。

![2018121920293659][]

**如何写成代码：**

首先确定分的组数。

然后对组中元素进行插入排序。

然后将length/2，重复1,2步，直到length=0为止。

**代码实现如下：**

![2018121920293679][]

**3.简单选择排序**

常用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比较都交换，那么就是交换排序；如果每次比较完一个循环再交换，就是简单选择排序。)

遍历整个序列，将最小的数放在最前面。

遍历剩下的序列，将最小的数放在最前面。

重复第二步，直到只剩下一个数。

![2018121920293697][]

**如何写成代码：**

首先确定循环次数，并且记住当前数字和当前位置。

将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比，小数赋值给key，并记住小数的位置。

比对完成后，将最小的值与第一个数的值交换。

重复2、3步。

**代码实现如下：**

![20181219202936118][]

**4.堆排序**

对简单选择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。

将根节点与最后一个节点交换，然后断开最后一个节点。

重复第一、二步，直到所有节点断开。

![20181219202936135][]

**代码实现如下：**

public  void heapSort(int\[\] a)\{

System.out.println("开始排序");

int arrayLength=a.length;

//循环建堆

for(int i=0;i<arrayLength-1;i++)\{

//建堆

buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);

//交换堆顶和最后一个元素

swap(a,0,arrayLength-1-i);

System.out.println(Arrays.toString(a));

private  void swap(int\[\] data, int i, int j) \{

// TODO Auto-generated method stub

int tmp=data\[i\];

data\[i\]=data\[j\];

data\[j\]=tmp;

//对data数组从0到lastIndex建大顶堆

private void buildMaxHeap(int\[\] data, int lastIndex) \{

// TODO Auto-generated method stub

//从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始

for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--)\{

//k保存正在判断的节点

int k=i;

//如果当前k节点的子节点存在

while(k\*2+1<=lastIndex)\{

//k节点的左子节点的索引

int biggerIndex=2\*k+1;

//如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在

if(biggerIndex<lastIndex)\{

//若果右子节点的值较大

if(data\[biggerIndex\]<data\[biggerIndex+1\])\{

//biggerIndex总是记录较大子节点的索引

biggerIndex++;

//如果k节点的值小于其较大的子节点的值

if(data\[k\]<data\[biggerIndex\])\{

//交换他们

swap(data,k,biggerIndex);

//将biggerIndex赋予k，开始while循环的下一次循环，重新保证k节点的值大于其左右子节点的值

k=biggerIndex;

\}else\{

break;

**5.冒泡排序**

一般不用。

将序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。

将剩余序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。

重复第二步，直到只剩下一个数。

![20181219202936153][]

**如何写成代码：**

设置循环次数。

设置开始比较的位数，和结束的位数。

两两比较，将最小的放到前面去。

重复2、3步，直到循环次数完毕。

**代码实现如下：**

![20181219202936171][]

**6.快速排序**

要求时间最快时。

选择第一个数为p，小于p的数放在左边，大于p的数放在右边。

递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行，直到不能递归。

![20181219202936189][]

**代码实现如下：**

![20181219202936209][]

**7.归并排序**

速度仅次于快排，内存少的时候使用，可以进行并行计算的时候使用。

选择相邻两个数组成一个有序序列。

选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

重复第二步，直到全部组成一个有序序列。

![20181219202936226][]

**代码实现如下：**

public static void mergeSort(int\[\] numbers, int left, int right) \{

int t = 1;// 每组元素个数

int size = right - left + 1;

while (t < size) \{

int s = t;// 本次循环每组元素个数

t = 2 \* s;

int i = left;

while (i + (t - 1) < size) \{

merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));

i += t;

if (i + (s - 1) < right)

merge(numbers, i, i + (s - 1), right);

private static void merge(int\[\] data, int p, int q, int r) \{

int\[\] B = new int\[data.length\];

int s = p;

int t = q + 1;

int k = p;

while (s <= q && t <= r) \{

if (data\[s\] <= data\[t\]) \{

B\[k\] = data\[s\];

s++;

\} else \{

B\[k\] = data\[t\];

t++;

k++;

if (s == q + 1)

B\[k++\] = data\[t++\];

else

B\[k++\] = data\[s++\];

for (int i = p; i <= r; i++)

data\[i\] = B\[i\];

**8.基数排序**

用于大量数，很长的数进行排序时。

将所有的数的个位数取出，按照个位数进行排序，构成一个序列。

将新构成的所有的数的十位数取出，按照十位数进行排序，构成一个序列。

![20181219202936244][]

**代码实现如下：**

public void sort(int\[\] array) \{

//首先确定排序的趟数;

int max = array\[0\];

for (int i = 1; i < array.length; i++) \{

if (array\[i\] > max) \{

max = array\[i\];

int time = 0;

//判断位数;

while (max > 0) \{

max /= 10;

time++;

//建立10个队列;

List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();

for (int i = 0; i < 10; i++) \{

ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();

queue.add(queue1);

//进行time次分配和收集;

for (int i = 0; i < time; i++) \{

//分配数组元素;

for (int j = 0; j < array.length; j++) \{

//得到数字的第time+1位数;

int x = array\[j\] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);

ArrayList<Integer> queue2 = queue.get(x);

queue2.add(array\[j\]);

queue.set(x, queue2);

int count = 0;//元素计数器;

//收集队列元素;

for (int k = 0; k < 10; k++) \{

while (queue.get(k).size() > 0) \{

ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);

array\[count\] = queue3.get(0);

queue3.remove(0);

count++;

***扩展阅读***

[算法入门篇：简单的排序算法][Link 1]

[程序员如何快速准备面试中的算法][Link 2]

[写完这个排序算法，为什么面试官让我滚？][Link 3]

来源：https://www.jianshu.com/p/5e171281a387

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