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java中几种常见的排序算法

2016-03-22 09:09 686 查看
java中常见的排序算法有:冒泡排序、快速排序、选择排序、插入排序、希尔排序,甚至还有基数排序、鸡尾酒排序、桶排序、鸽巢排序、归并排序等。


1.冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

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/**

* 冒泡排序

* 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。

* 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。

* 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。

* 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。

* @param numbers

*/

public static void bubbleSort(int[] numbers) {

int temp; // 记录临时中间值

int size = numbers.length; // 数组大小

for (int i = 0; i < size - 1; i++) {

for (int j = i + 1; j < size; j++) {

if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置

temp = numbers[i];

numbers[i] = numbers[j];

numbers[j] = temp;

}

}

}

}

2.快速排序

快速排序使用分治法策略来把一个序列分为两个子序列。

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/**

* 快速排序

* 从数列中挑出一个元素,称为“基准”

* 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。

* 在这个分割之后,该基准是它的最后位置。这个称为分割(partition)操作。

* 递归地把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

* @param numbers

* @param start

* @param end

*/

public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {

if (start < end) {

int base = numbers[start]; // 选定的基准值(第一个数值作为基准值)

int temp; // 记录临时中间值

int i = start, j = end;

do {

while ((numbers[i] < base) && (i < end))

i++;

while ((numbers[j] > base) && (j > start))

j--;

if (i <= j) {

temp = numbers[i];

numbers[i] = numbers[j];

numbers[j] = temp;

i++;

j--;

}

} while (i <= j);

if (start < j)

quickSort(numbers, start, j);

if (end > i)

quickSort(numbers, i, end);

}

}

3.选择排序

选择排序是一种简单直观的排序方法,每次寻找序列中的最小值,然后放在最末尾的位置。

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/**

* 选择排序

* 在未排序序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置。

* 再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素,然后放到排序序列末尾。

* 以此类推,直到所有元素均排序完毕。

* @param numbers

*/

public static void selectSort(int[] numbers) {

int size = numbers.length, temp;

for (int i = 0; i < size; i++) {

int k = i;

for (int j = size - 1; j >i; j--) {

if (numbers[j] < numbers[k]) k = j;

}

temp = numbers[i];

numbers[i] = numbers[k];

numbers[k] = temp;

}

}

4.插入排序

插入排序的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。其具体步骤参见代码及注释。

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/**

* 插入排序

* 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序

* 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描

* 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置

* 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置

* 将新元素插入到该位置中

* 重复步骤2

* @param numbers

*/

public static void insertSort(int[] numbers) {

int size = numbers.length, temp, j;

for(int i=1; i<size; i++) {

temp = numbers[i];

for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--)

numbers[j] = numbers[j-1];

numbers[j] = temp;

}

}

5.归并排序

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,归并是指将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。

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/**

* 归并排序

* 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列

* 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置

* 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置

* 重复步骤3直到某一指针达到序列尾

* 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

* @param numbers

*/

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);

}

}

/**

* 归并算法实现

* @param data

* @param p

* @param q

* @param r

*/

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];

}

6.希尔排序

希尔排序是直接插入排序的改进,该方法又称缩小增量排序。

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/**

* 希尔排序

* 将整个无序列分割成若干个小的子序列后,再分别进行插入排序。

* 然后依次缩减增量再次排序,待到增量足够小时,对全体元素直接进行插入排序。

*

*/

public static void bubbleSort(int[] score){

/**

* 打印未排序数组元素

*/

System.out.print("未排序结果:");

for(int i=0;i<score.length;i++){

System.out.print(score[i]+" ");

}

System.out.println();

/**

* 希尔排序:从大到小排序

*/

for(int incre=score.length/2;incre>0;incre=incre/2){//刚开始增量为5,后来为2,最后为1.

for(int i=incre;i<score.length;i++){

int temp=score[i];

int j=0;

for(j=i;j>=incre;j=j-incre){

if(temp>score[j-incre]){//刚开始增量为5时,score[5]和score[0]比较,若score[5]>score[0],则因temp保存score[5]的值,把score[0]赋值给score[5],相当于交换这两个数组元素的值,最终使score[0]保持较大的值。然后score[6]和score[1]比较,依次这样。

score[j]=score[j-incre];

}else{

break;

}

}

score[j]=temp;

}

}

/**

* 打印排序后数组元素

*/

System.out.print("排序后结果:");

for(int i=0;i<score.length;i++){

System.out.print(score[i]+" ");

}

System.out.println();

}
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