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Java程序员必知的8大排序
阅读量:5874 次
发布时间:2019-06-19

本文共 7230 字,大约阅读时间需要 24 分钟。

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8种排序之间的关系:

 

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

(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:

 

(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:

(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:

 

 

交换,从堆中踢出最大数

 

 

 

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;                   }               }<p align="left">&nbsp;<span>   </span>}</p><p align="left">&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p><p align="left">&nbsp;<span style="background-color: white; ">}</span></p>  

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:

 

 

(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:

 

 

(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:

 

(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:

 

(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++;                 }                  }                }                           }       }  

转载于:https://my.oschina.net/limbusnet/blog/68901

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