Java循环语句怎么用？经典排序算法见真知

Java中循环语句的使用，莫过于在排序算法中使用得最为经典。

排序算法非常的多，不过大体可以分为两种：

一种是比较排序，主要有：冒泡排序，选择排序，插入排序，归并排序，堆排序，快速排序等。

另一种是非比较排序，主要有：计数排序，基数排序，桶排序等。本文主要讲解三大经典比较排序，了解其排序思想及代码实现。

下面通过对冒泡排序，选择排序，插入排序分析。使用最简洁最经典的循环语句实现对数据的排序。

一、冒泡排序（BubbleSort）

冒泡排序的原理：比较两个相邻的元素，将值大的元素交换至右端。

冒泡排序的基本思路：依次比较相邻的两个数，将小数放在前面，大数放在后面。即在第一趟：首先比较第1个和第2个数，将小数放前，大数放后。然后比较第2个数和第3个数，将小数放前，大数放后，如此继续，直至比较最后两个数，将小数放前，大数放后。重复第一趟步骤，直至全部排序完成。

第一趟比较完成后，最后一个数一定是数组中最大的一个数，所以第二趟比较的时候最后一个数不参与比较；

第二趟比较完成后，倒数第二个数也一定是数组中第二大的数，所以第三趟比较的时候最后两个数不参与比较；

依次类推，每一趟比较次数-1；

……

图解分析：

Java代码实现：

    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
            for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++) {    //内层冒泡选择较大的值
                if(arr[j+1]<arr[j]) {    //判断后面的数是否比前面的数小，如果小，往前移动
                    int  temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                }
            }
        }
    }

 

二、选择排序（SelectSort）

选择排序的原理：每一趟从待排序的记录中选出最小的元素，顺序放在已排好序的序列最后，直到全部记录排序完毕。也就是：每一趟在n-i+1(i=1，2，…n-1)个记录中选取关键字最小的记录作为有序序列中第i个记录。基于此思想的算法主要有简单选择排序、树型选择排序和堆排序。（这里只介绍常用的简单选择排序）

简单选择排序的基本思想：给定数组：int[] arr={里面n个数据}；第1趟排序，在待排序数据arr[1]~arr[n]中选出最小的数据，将它与arrr[1]交换；第2趟，在待排序数据arr[2]~arr[n]中选出最小的数据，将它与r[2]交换；以此类推，第i趟在待排序数据arr[i]~arr[n]中选出最小的数据，将它与r[i]交换，直到全部排序完成。

图解分析：

Java代码实现：

    public static void selectSort(int[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
            int k=i;    //假设arr[0]为最小值
            for(int j=k+1;j<arr.length;j++) {        //内层选择当前序列最小值
                if(arr[j]<arr[k])    {    //判断后面的数是否比前面的数小，如果小，k下标标志刷新
                    k=j;
                }
            }
            if(i!=k) {    //如果当前的值下标非i为k，则进行进行交换下标为i与k的值（当前处于外层循环）
                int temp=arr[i];
                arr[i]=arr[k];
                arr[k]=temp;
            }
        }
    }
}

 

三、插入排序（InsertSort）

直接插入排序的原理：对于给定的一个数组，初始时假设第一个记录自成一个有序序列，其余记录为无序序列。接着从第二个记录开始，按照记录的大小依次将当前处理的记录插入到其之前的有序序列中，直至最后一个记录插入到有序序列中为止。

 图解分析：

Java代码实现：

    public static void insertSort(int[] arr) {
        for(int i=1;i<arr.length;i++) {    //外层循环，从arr[1]开始
            for(int j=i;j>0;j--) {    //内层循环
                if(arr[j]<arr[j-1]) {    //后面无序数依次比较已成序的数值，如果小，则交换顺序
                    int temp=arr[j-1];
                    arr[j-1]=arr[j];
                    arr[j]=temp;
                }
            }
        }
    }

 

最后我把三大排序算法写入一个Sort类中：

public class Sort {

　//冒泡排序方法　
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
            for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++) {    //内层冒泡选择较大的值
                if(arr[j+1]<arr[j]) {    //判断后面的数是否比前面的数小，如果小，往前移动
                    int  temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                }
            }
        }
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i+" ");
        }
    }

    //选择排序方法
    public static void selectSort(int[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
            int k=i;    //假设arr[0]为最小值
            for(int j=k+1;j<arr.length;j++) {        //内层选择当前序列最小值
                if(arr[j]<arr[k])    {    //判断后面的数是否比前面的数小，如果小，k下标标志刷新
                    k=j;
                }
            }
            if(i!=k) {    //如果当前的值下标非i为k，则进行进行交换下标为i与k的值（当前处于外层循环）
                int temp=arr[i];
                arr[i]=arr[k];
                arr[k]=temp;
            }
        }
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i+" ");
        }
    }

　//插入排序方法　
    public static void insertSort(int[] arr) {
        for(int i=1;i<arr.length;i++) {    //外层循环，从arr[1]开始
            for(int j=i;j>0;j--) {    //内层循环
                if(arr[j]<arr[j-1]) {    //后面无序数依次比较已成序的数值，如果小，则交换顺序
                    int temp=arr[j-1];
                    arr[j-1]=arr[j];
                    arr[j]=temp;
                }
            }
        }
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i+" ");
        }
    }
} 

 

接下来，书写一个Test类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr=new int[] {9,6,11,4,3,1,7};    //此数组可自行更改
        System.out.println("原数组为：");
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i+" ");
        }
        System.out.println("
使用冒泡排序的结果为：");
        Sort.bubbleSort(arr);        //调用Sort类的bubbleSort()方法
        System.out.println("
使用选择排序的结果为：");
        Sort.selectSort(arr);        //调用Sort类的selectSort()方法
        System.out.println("
使用插入排序的结果为：");
        Sort.insertSort(arr);        //调用Sort类的insertSort()方法
    }
}

测试结果：

原数组为：
9 6 11 4 3 1 7
使用冒泡排序的结果为：
1 3 4 6 7 9 11
使用选择排序的结果为：
1 3 4 6 7 9 11
使用插入排序的结果为：
1 3 4 6 7 9 11