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  • Java程序员必须掌握的8大排序算法

    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
        
    
    packagecom.njue; 
    
    public class insertSort { 
    
    publicinsertSort(){ 
    
        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}; 
    
        inttemp=0; 
    
        for(inti=1;i<a.length;i++){ 
    
           intj=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(inti=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(){ 
    
        inta[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100}; 
    
        doubled1=a.length; 
    
        inttemp=0; 
    
        while(true){ 
    
            d1= Math.ceil(d1/2); 
    
            intd=(int) d1; 
    
            for(intx=0;x<d;x++){ 
    
                for(inti=x+d;i<a.length;i+=d){ 
    
                    intj=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(inti=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(){ 
    
            inta[]={1,54,6,3,78,34,12,45}; 
    
            intposition=0; 
    
            for(inti=0;i<a.length;i++){ 
    
     
    
                intj=i+1; 
    
                position=i; 
    
                inttemp=a[i]; 
    
                for(;j<a.length;j++){ 
    
                if(a[j]<temp){ 
    
                    temp=a[j]; 
    
                    position=j; 
    
                } 
    
                } 
    
                a[position]=a[i]; 
    
                a[i]=temp; 
    
            } 
    
            for(inti=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& gt;=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   
    
    importjava.util.Arrays; 
    
     
    
    publicclass HeapSort { 
    
         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}; 
    
        public HeapSort(){ 
    
            heapSort(a); 
    
        } 
    
        public void heapSort(int[] a){ 
    
            System.out.println("开始排序"); 
    
            intarrayLength=a.length; 
    
            //循环建堆 
    
            for(inti=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, inti, intj) { 
    
            // TODO Auto-generated method stub 
    
            inttmp=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, intlastIndex) { 
    
            // TODO Auto-generated method stub 
    
            //从lastIndex处节点(最后一个节点)的父节点开始 
    
            for(inti=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){ 
    
                //k保存正在判断的节点 
    
                intk=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 
    
                    intbiggerIndex=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:
    
    
    (3)用java实现

    public class bubbleSort { public bubbleSort(){ 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}; inttemp=0; for(inti=0;i<a.length-1;i++){ for(intj=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(inti=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 { 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}; public quickSort(){ quick(a); for(inti=0;i<a.length;i++) System.out.println(a[i]); } public int getMiddle(int[] list, intlow, inthigh) { inttmp = 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 returnlow; //返回中轴的位置 } public void _quickSort(int[] list, intlow, inthigh) { if(low < high) { intmiddle = 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 importjava.util.Arrays; public class mergingSort { 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}; public mergingSort(){ sort(a,0,a.length-1); for(inti=0;i<a.length;i++) System.out.println(a[i]); } public void sort(int[] data, intleft, intright) { // TODO Auto-generated method stub if(left<right){ //找出中间索引 intcenter=(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, intleft, intcenter, intright) { // TODO Auto-generated method stub int[] tmpArr=newint[data.length]; intmid=center+1; //third记录中间数组的索引 intthird=left; inttmp=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 importjava.util.ArrayList; importjava.util.List; public class radixSort { inta[]={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}; publicradixSort(){ sort(a); for(inti=0;i<a.length;i++) System.out.println(a[i]); } public void sort(int[] array){ //首先确定排序的趟数; intmax=array[0]; for(inti=1;i<array.length;i++){ if(array[i]>max){ max=array[i]; } } inttime=0; //判断位数; while(max>0){ max/=10; time++; } //建立10个队列; List<ArrayList> queue=newArrayList<ArrayList>(); for(inti=0;i<10;i++){ ArrayList<Integer> queue1=newArrayList<Integer>(); queue.add(queue1); } //进行time次分配和收集; for(inti=0;i<time;i++){ //分配数组元素; for(intj=0;j<array.length;j++){ //得到数字的第time+1位数; intx=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); } intcount=0;//元素计数器; //收集队列元素; for(intk=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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