java程序员必知的8大排序

野性酷女 2022-04-23 13:08 252阅读 0赞

8种排序之间的关系:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**1， 直接插入排序**

（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，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。

（2）实例

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

（3）用java实现

package com.njue;
    
    
    
    public class insertSort {
    
    public insertSort(){
    
        inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
    
        int temp=0;
    
        for(int i=1;i<a.length;i++){
    
           int j=i-1;
    
           temp=a[i];
    
           for(;j>=0&&temp<a[j];j--){
    
           a[j+1]=a[j];                       //将大于temp的值整体后移一个单位
    
           }
    
           a[j+1]=temp;
    
        }
    
        for(int i=0;i<a.length;i++)
    
           System.out.println(a[i]);
    
    }
    
    }

2，           希尔排序（最小增量排序）

（1）基本思想：算法先将要排序的一组数按某个增量d（n/2,n为要排序数的个数）分成若干组，每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序，然后再用一个较小的增量（d/2）对它进行分组，在每组中再进行直接插入排序。当增量减到1时，进行直接插入排序后，排序完成。

（2）实例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

（3）用java实现

public class shellSort {
    
    public shellSort(){
    
           int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};
    
           double d1=a.length;
    
           int temp=0;
    
           while(true){
    
                  d1= Math.ceil(d1/2);
    
                  int d=(int) d1;
    
                  for(int x=0;x<d;x++){
    
                        for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){
    
                               int j=i-d;
    
                               temp=a[i];
    
                               for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){
    
                               a[j+d]=a[j];
    
                               }
    
                               a[j+d]=temp;
    
                        }
    
                  }
    
                  if(d==1)
    
                        break;
    
           }
    
           for(int i=0;i<a.length;i++)
    
                  System.out.println(a[i]);
    
    }
    
    }

**3.简单选择排序**

（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。

（2）实例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

（3）用java实现

public class selectSort {
    
            public selectSort(){
    
                   int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45};
    
                   int position=0;
    
                   for(int i=0;i<a.length;i++){
    
                          
    
                           int j=i+1;
    
                           position=i;
    
                           int temp=a[i];
    
                           for(;j<a.length;j++){
    
                           if(a[j]<temp){
    
                                   temp=a[j];
    
                                   position=j;
    
                           }
    
                           }
    
                           a[position]=a[i];
    
                           a[i]=temp;
    
                   }
    
                   for(int i=0;i<a.length;i++)
    
                           System.out.println(a[i]);
    
            }
    
    }

**4，堆排序**

（1）基本思想：堆排序是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。

堆的定义如下：具有n个元素的序列（h1,h2,...,hn),当且仅当满足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1）(i=1,2,...,n/2)时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。由堆的定义可以看出，堆顶元素（即第一个元素）必为最大项（大顶堆）。完全二叉树可以很直观地表示堆的结构。堆顶为根，其它为左子树、右子树。初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树，调整它们的存储序，使之成为一个堆，这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类推，直到只有两个节点的堆，并对它们作交换，最后得到有n个节点的有序序列。从算法描述来看，堆排序需要两个过程，一是建立堆，二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数，二是反复调用渗透函数实现排序的函数。

（2）实例：

初始序列：46,79,56,38,40,84

建堆：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

交换，从堆中踢出最大数

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

依次类推：最后堆中剩余的最后两个结点交换，踢出一个，排序完成。

（3）用java实现

import java.util.Arrays;
    
    
    
    public class HeapSort {
    
             int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
    
            public  HeapSort(){
    
                   heapSort(a);
    
            }
    
            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**

（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，自上而下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）实例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

（3）用java实现

public class bubbleSort {
    
    public  bubbleSort(){
    
             int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
    
            int temp=0;
    
            for(int i=0;i<a.length-1;i++){
    
                   for(int j=0;j<a.length-1-i;j++){
    
                   if(a[j]>a[j+1]){
    
                           temp=a[j];
    
                           a[j]=a[j+1];
    
                           a[j+1]=temp;
    
                   }
    
                   }
    
            }
    
            for(int i=0;i<a.length;i++)
    
            System.out.println(a[i]);     
    
    }
    
    }

**6.快速排序**

（1）基本思想：选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描，将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分。

（2）实例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

（3）用java实现

public class quickSort {
    
      int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
    
    public  quickSort(){
    
            quick(a);
    
            for(int i=0;i<a.length;i++)
    
                   System.out.println(a[i]);
    
    }
    
    public int getMiddle(int[] list, int low, int high) {  
    
                    int tmp = list[low];    //数组的第一个作为中轴  
    
                    while (low < high) {  
    
                        while (low < high && list[high] >= tmp) {  
    
    
    
          high--;  
    
                        }  
    
                        list[low] = list[high];   //比中轴小的记录移到低端  
    
                        while (low < high && list[low] <= tmp) {  
    
                            low++;  
    
                        }  
    
                        list[high] = list[low];   //比中轴大的记录移到高端  
    
                    }  
    
               list[low] = tmp;              //中轴记录到尾  
    
                    return low;                   //返回中轴的位置  
    
                } 
    
    public void _quickSort(int[] list, int low, int high) {  
    
                    if (low < high) {  
    
                       int middle = getMiddle(list, low, high);  //将list数组进行一分为二  
    
                        _quickSort(list, low, middle - 1);        //对低字表进行递归排序  
    
                       _quickSort(list, middle + 1, high);       //对高字表进行递归排序  
    
                    }  
    
                }
    
    public void quick(int[] a2) {  
    
                    if (a2.length > 0) {    //查看数组是否为空  
    
                        _quickSort(a2, 0, a2.length - 1);  
    
            }  
    
               }
    
    }

**7、归并排序**

（1）基本排序：归并（Merge）排序法是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。

（2）实例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

（3）用java实现

import java.util.Arrays;
    
    
    
    public class mergingSort {
    
    int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
    
    public  mergingSort(){
    
            sort(a,0,a.length-1);
    
            for(int i=0;i<a.length;i++)
    
                   System.out.println(a[i]);
    
    }
    
    public void sort(int[] data, int left, int right) {
    
        // TODO Auto-generated method stub
    
        if(left<right){
    
            //找出中间索引
    
            int center=(left+right)/2;
    
            //对左边数组进行递归
    
            sort(data,left,center);
    
            //对右边数组进行递归
    
            sort(data,center+1,right);
    
            //合并
    
            merge(data,left,center,right);
    
           
    
        }
    
    }
    
    public void merge(int[] data, int left, int center, int right) {
    
        // TODO Auto-generated method stub
    
        int [] tmpArr=new int[data.length];
    
        int mid=center+1;
    
        //third记录中间数组的索引
    
        int third=left;
    
        int tmp=left;
    
        while(left<=center&&mid<=right){
    
    
    
       //从两个数组中取出最小的放入中间数组
    
            if(data[left]<=data[mid]){
    
                tmpArr[third++]=data[left++];
    
            }else{
    
                tmpArr[third++]=data[mid++];
    
            }
    
        }
    
        //剩余部分依次放入中间数组
    
        while(mid<=right){
    
            tmpArr[third++]=data[mid++];
    
        }
    
        while(left<=center){
    
            tmpArr[third++]=data[left++];
    
        }
    
        //将中间数组中的内容复制回原数组
    
        while(tmp<=right){
    
            data[tmp]=tmpArr[tmp++];
    
        }
    
        System.out.println(Arrays.toString(data));
    
    }
    
    
    
    }

**8、基数排序**

（1）基本思想：将所有待比较数值（正整数）统一为同样的数位长度，数位较短的数前面补零。然后，从最低位开始，依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。

（2）实例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x3emhhbmcxMTAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

（3）用java实现

import java.util.ArrayList;
    
    import java.util.List;
    
    
    
    public class radixSort {
    
            int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,101,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};
    
    public radixSort(){
    
            sort(a);
    
            for(int i=0;i<a.length;i++)
    
                   System.out.println(a[i]);
    
    }
    
    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++;
    
                  }  
    
                }  
    
            }            
    
       } 
    
    
    
    }

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