八大排序（Java实现）

package com.softeem.jbs.lesson4;

import java.util.Random;

/**
*排序测试类
*
*排序算法的分类如下：
*1.插入排序（直接插入排序、折半插入排序、希尔排序）；
*2.交换排序（冒泡泡排序、快速排序）；
*3.选择排序（直接选择排序、堆排序）；
*4.归并排序；
*5.基数排序。
*
*关于排序方法的选择：
*(1)若n较小(如n≤50)，可采用直接插入或直接选择排序。
*　当记录规模较小时，直接插入排序较好；否则因为直接选择移动的记录数少于直接插人，应选直接选择排序为宜。
*(2)若文件初始状态基本有序(指正序)，则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜；
*(3)若n较大，则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。
*
*/
publicclass SortTest {

   /**
    *初始化测试数组的方法
    *@return一个初始化好的数组
    */
   publicint[] createArray() {
          Random random = new Random();
          int[] array =newint[10];
          for (int i = 0; i < 10; i++) {
                 array[i] = random.nextInt(100) - random.nextInt(100);//生成两个随机数相减，保证生成的数中有负数
          }
          System.out.println("==========原始序列==========");
          printArray(array);
          return array;
   }

   /**
    *打印数组中的元素到控制台
    *@paramsource
    */
   publicvoid printArray(int[] data) {
          for (int i : data) {
                 System.out.print(i +" ");
          }
          System.out.println();
   }

   /**
    *交换数组中指定的两元素的位置
    *@paramdata
    *@paramx
    *@paramy
    */
   privatevoid swap(int[] data, int x,int y) {
          int temp = data[x];
          data[x] = data[y];
          data[y] = temp;
   }

   /**
    *冒泡排序----交换排序的一种
    *方法：相邻两元素进行比较，如有需要则进行交换，每完成一次循环就将最大元素排在最后（如从小到大排序），下一次循环是将其他的数进行类似操作。
    *性能：比较次数O(n^2),n^2/2；交换次数O(n^2),n^2/4
    *
    *@paramdata要排序的数组
    *@paramsortType排序类型
    *@return
    */
   publicvoid bubbleSort(int[] data, String sortType) {
          if (sortType.equals("asc")) {//正排序，从小排到大
                 //比较的轮数
                 for (int i = 1; i < data.length; i++) {
                        //将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡
                        for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {
                               if (data[j] > data[j + 1]) {
                                     //交换相邻两个数
                                     swap(data, j, j + 1);
                               }
                        }
                 }
          } elseif (sortType.equals("desc")) { //倒排序，从大排到小
                 //比较的轮数
                 for (int i = 1; i < data.length; i++) {
                        //将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡
                        for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {
                               if (data[j] < data[j + 1]) {
                                     //交换相邻两个数
                                     swap(data, j, j + 1);
                               }
                        }
                 }
          } else {
                 System.out.println("您输入的排序类型错误！");
          }
          printArray(data);//输出冒泡排序后的数组值
   }

   /**
    *直接选择排序法----选择排序的一种
    *方法：每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。
    *性能：比较次数O(n^2),n^2/2
    *      交换次数O(n),n
    *      交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多，所以选择排序比冒泡排序快。
    *      但是N比较大时，比较所需的CPU时间占主要地位，所以这时的性能和冒泡排序差不太多，但毫无疑问肯定要快些。
    *
    *@paramdata要排序的数组
    *@paramsortType排序类型
    *@return
    */
   publicvoid selectSort(int[]data, String sortType) {

          if (sortType.equals("asc")) {//正排序，从小排到大
                 int index;
                 for (int i = 1; i <data.length; i++) {
                        index = 0;
                        for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {
                               if (data[j] >data[index]) {
                                     index = j;

                               }
                        }
                        //交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数
                        swap(data,data.length - i, index);
                 }
          } elseif (sortType.equals("desc")) { //倒排序，从大排到小
                 int index;
                 for (int i = 1; i <data.length; i++) {
                        index = 0;
                        for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {
                               if (data[j] <data[index]) {
                                     index = j;

                               }
                        }
                        //交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数
                        swap(data,data.length - i, index);
                 }
          } else {
                 System.out.println("您输入的排序类型错误！");
          }
          printArray(data);//输出直接选择排序后的数组值
   }

   /**
    *插入排序
    *方法：将一个记录插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。
    *性能：比较次数O(n^2),n^2/4
    *      复制次数O(n),n^2/4
    *      比较次数是前两者的一般，而复制所需的CPU时间较交换少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比选择排序也要快。
    *
    *@paramdata要排序的数组
    *@paramsortType排序类型
    */
   publicvoid insertSort(int[] data, String sortType) {
          if (sortType.equals("asc")) {//正排序，从小排到大
                 //比较的轮数
                 for (int i = 1; i < data.length; i++) {
                        //保证前i+1个数排好序
                        for (int j = 0; j < i; j++) {
                              if (data[j] > data[i]) {
                                     //交换在位置j和i两个数
                                     swap(data, i, j);
                               }
                        }
                 }
          } elseif (sortType.equals("desc")) { //倒排序，从大排到小
                 //比较的轮数
                 for (int i = 1; i < data.length; i++) {
                        //保证前i+1个数排好序
                        for (int j = 0; j < i; j++) {
                               if (data[j] < data[i]) {
                                     //交换在位置j和i两个数
                                     swap(data, i, j);
                               }
                        }
                 }
          } else {
                 System.out.println("您输入的排序类型错误！");
          }
          printArray(data);//输出插入排序后的数组值
   }

   /**
    *反转数组的方法
    *@paramdata源数组
    */
   publicvoid reverse(int[] data) {

          int length = data.length;
          int temp = 0;//临时变量

          for (int i = 0; i < length / 2; i++) {
                 temp = data[i];
                 data[i] = data[length - 1 - i];
                 data[length - 1 - i] = temp;
          }
          printArray(data);//输出到转后数组的值
   }

   /**
    *快速排序
    *快速排序使用分治法（Divideandconquer）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。
    *步骤为：
    *1.从数列中挑出一个元素，称为"基准"（pivot），
    *2.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。
    *3.递归地（recursive）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。
    *递回的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递回下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
    *@paramdata待排序的数组
    *@paramlow
    *@paramhigh
    *@seeSortTest#qsort(int[],int,int)
    *@seeSortTest#qsort_desc(int[],int,int)
    */
   publicvoid quickSort(int[] data, String sortType) {
          if (sortType.equals("asc")) {//正排序，从小排到大
                 qsort_asc(data, 0, data.length - 1);
          } elseif (sortType.equals("desc")) { //倒排序，从大排到小
                 qsort_desc(data, 0, data.length - 1);
          } else {
                 System.out.println("您输入的排序类型错误！");
          }
   }

   /**
    *快速排序的具体实现，排正序
    *@paramdata
    *@paramlow
    *@paramhigh
    */
   privatevoid qsort_asc(int data[], int low,int high) {
          int i, j, x;
          if (low < high) {//这个条件用来结束递归
                 i = low;
                 j = high;
                 x = data[i];
                 while (i < j) {
                        while (i < j && data[j] > x) {
                               j--; //从右向左找第一个小于x的数
                        }
                        if (i < j) {
                               data[i] = data[j];
                               i++;
                        }
                        while (i < j && data[i] < x) {
                               i++; //从左向右找第一个大于x的数
                        }
                        if (i < j) {
                               data[j] = data[i];
                               j--;
                        }
                 }
                 data[i] = x;
                 qsort_asc(data, low, i - 1);
                 qsort_asc(data, i + 1, high);
          }
   }

   /**
    *快速排序的具体实现，排倒序
    *@paramdata
    *@paramlow
    *@paramhigh
    */
   privatevoid qsort_desc(int data[], int low,int high) {
          int i, j, x;
          if (low < high) {//这个条件用来结束递归
                 i = low;
                 j = high;
                 x = data[i];
                 while (i < j) {
                        while (i < j && data[j] < x) {
                               j--; //从右向左找第一个小于x的数
                        }
                        if (i < j) {
                               data[i] = data[j];
                               i++;
                        }
                        while (i < j && data[i] > x) {
                               i++; //从左向右找第一个大于x的数
                        }
                        if (i < j) {
                               data[j] = data[i];
                               j--;
                        }
                 }
                 data[i] = x;
                 qsort_desc(data, low, i - 1);
                 qsort_desc(data, i + 1, high);
          }
   }

   /**
    *二分查找特定整数在整型数组中的位置(递归)
    *查找线性表必须是有序列表
    *@paramdataset
    *@paramdata
    *@parambeginIndex
    *@paramendIndex
    *@returnindex
    */
   publicint binarySearch(int[] dataset, int data,int beginIndex,
                 int endIndex) {
          int midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1;//相当于mid = (low + high) / 2，但是效率会高些
          if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]
                        || beginIndex > endIndex)
                 return -1;
          if (data < dataset[midIndex]) {
                 return binarySearch(dataset, data, beginIndex, midIndex - 1);
          } elseif (data > dataset[midIndex]) {
                 return binarySearch(dataset, data, midIndex + 1, endIndex);
          } else {
                 return midIndex;
          }
   }

   /**
    *二分查找特定整数在整型数组中的位置(非递归)
    *查找线性表必须是有序列表
    *@paramdataset
    *@paramdata
    *@returnindex
    */
   publicint binarySearch(int[] dataset, int data) {
          int beginIndex = 0;
          int endIndex = dataset.length - 1;
          int midIndex = -1;
          if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]
                        || beginIndex > endIndex)
                 return -1;
          while (beginIndex <= endIndex) {
                 midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1;//相当于midIndex = (beginIndex + endIndex) / 2，但是效率会高些
                 if (data < dataset[midIndex]) {
                        endIndex = midIndex - 1;
                 } elseif (data > dataset[midIndex]) {
                        beginIndex = midIndex + 1;
                 } else {
                        return midIndex;
                 }
          }
          return -1;
   }

   publicstaticvoid main(String[] args) {
          SortTest sortTest =new SortTest();

          int[] array = sortTest.createArray();

          System.out.println("==========冒泡排序后(正序)==========");
          sortTest.bubbleSort(array,"asc");
          System.out.println("==========冒泡排序后(倒序)==========");
          sortTest.bubbleSort(array,"desc");

          array = sortTest.createArray();

          System.out.println("==========倒转数组后==========");
          sortTest.reverse(array);

          array = sortTest.createArray();

          System.out.println("==========选择排序后(正序)==========");
          sortTest.selectSort(array,"asc");
          System.out.println("==========选择排序后(倒序)==========");
          sortTest.selectSort(array,"desc");

          array = sortTest.createArray();

          System.out.println("==========插入排序后(正序)==========");
          sortTest.insertSort(array,"asc");
          System.out.println("==========插入排序后(倒序)==========");
          sortTest.insertSort(array,"desc");

          array = sortTest.createArray();
          System.out.println("==========快速排序后(正序)==========");
          sortTest.quickSort(array,"asc");
          sortTest.printArray(array);
          System.out.println("==========快速排序后(倒序)==========");
          sortTest.quickSort(array,"desc");
          sortTest.printArray(array);

          System.out.println("==========数组二分查找==========");
          System.out.println("您要找的数在第" + sortTest.binarySearch(array, 74)
                        + "个位子。（下标从0计算）");
   }

}

这里写代码片