《疯狂Java讲义(第3版)》.(李刚)——8大排序

我不是女神ヾ 2022-08-21 07:40 122阅读 0赞

8种排序之间的关系:

![这里写图片描述][20160422152720436]

**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

![这里写图片描述][20160422152836469]

（3）用java实现

package com.alex.demo03;
 
 /** * Description * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * This is a demo of insertSort * * * * @author Alex * @version 1.0 */
 public class insertSort { 
 
 /** * 主方法，程序的入口 * @param args */
 public static void main(String[] args) {
 
 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 = 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：

![这里写图片描述][20160422154424147]

（3）用java实现

package com.alex.demo03;
 
 /** * Description * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * This is a demo of shellSort * * * * @author Alex * @version 1.0 */
 public class shellSort { 
 
 /** * 主方法，程序的入口 * * @param args */
 public static void main(String[] args) {
 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：

![这里写图片描述][20160422154617618]

（3）用java实现

package com.alex.demo03;
 
 /** * Description * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * This is a demo of selectSort * * * * @author Alex * @version 1.0 */
 public class selectSort { 
 
 /** * 主方法，程序的入口 * * @param args */
 public static void main(String[] args) {
 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：

![这里写图片描述][20160422154833449]

交换，从堆中踢出最大数

![这里写图片描述][20160422154849802]

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

package com.alex.demo03;
 
 import java.util.Arrays; 
 /** * Description * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * This is a demo of HeapSort * * * * @author Alex * @version 1.0 */
 public class HeapSort { 
 static 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}; 
 /** * 主方法，程序的入口 * @param args */
 public static void main(String[] args) {
 heapSort(a); 
 } 
 public static 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 static 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 static 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：

![这里写图片描述][20160422155333163]

（3）用java实现

package com.alex.demo03;

/** * Description * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * This is a demo of bubbleSort * * * * @author Alex * @version 1.0 */
 public class bubbleSort { 
 
 /** * 主方法，程序的入口 * * @param args */
 public static void main(String[] args) {
 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：

![这里写图片描述][20160422155807008]

（3）用java实现

package com.alex.demo03;
 
 /** * Description * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * This is a demo of quickSort * * * * @author Alex * @version 1.0 */
 public class quickSort { 
 
 static 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 };
 
 /** * 主方法，程序的入口 * * @param args */
 public static void main(String[] args) {
 quick(a);
 for (int i = 0; i < a.length; i++)
 System.out.println(a[i]);
 }
 
 public static 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 static 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 static 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：

![这里写图片描述][20160422160036322]

（3）用java实现

package com.alex.demo03;
 
 import java.util.Arrays;
 
 /** * Description * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * This is a demo of mergingSort * * * * @author Alex * @version 1.0 */
 public class mergingSort { 
 
 static 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 };
 
 /** * 主方法，程序的入口 * * @param args */
 public static void main(String[] args) {
 sort(a, 0, a.length - 1);
 for (int i = 0; i < a.length; i++)
 System.out.println(a[i]);
 }
 
 public static 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 static 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：

![这里写图片描述][20160422160239666]

（3）用java实现

package com.alex.demo03;
 
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.List;
 
 /** * Description * 网站：<a href= "http://blog.csdn.net/qq_32347977">Alex的博客</a> * This is a demo of radixSort * * * * @author Alex * @version 1.0 */
 public class radixSort { 
 
 static 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 };
 
 /** * 主方法，程序的入口 * * @param args */
 public static void main(String[] args) {
 sort(a);
 for (int i = 0; i < a.length; i++)
 System.out.println(a[i]);
 }
 
 public static 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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[20160422154424147]: /images/20220724/229b95331db645c6bcf64cbd75084142.png
[20160422154617618]: /images/20220724/98b58aff9925484095cf6e332a30214c.png
[20160422154833449]: /images/20220724/9755ce6c390b4c3792723ba045cb4a49.png
[20160422154849802]: /images/20220724/1d770833b5754d42a6f1294c179e41a6.png
[20160422155333163]: /images/20220724/49f069d9289143e9bec408129acb1eef.png
[20160422155807008]: /images/20220724/b3222bf5ea8140158cb25ffaae18dca9.png
[20160422160036322]: /images/20220724/e88f1cd7c2f648a1aa530026bfafcdbe.png
[20160422160239666]: /images/20220724/333ae822ec394b7386e498a2d3041d74.png