import java.util.Arrays;
import java.util.*;
public class Sort {
/**
* 插入排序
*/
public static void insertSort(){
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 =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]);
}
/**
* 希尔排序（最小增量排序）
* 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。
*/
public static void shellSort(){
int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};
double d1=a.length;
int temp=0;
while(true){
//大于等于d1%2d的最小整数
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]);
}
/**
* 选择排序
*
* 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
*/
public static void 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]);
}
/**
* 冒泡排序
*
* 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。
*/
public static void 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]);
}
public static void main(String[] args) {
// insertSort();
// selectSort();
// shellSort();
// HeapSort heapSort=new HeapSort();
// bubbleSort();
// QuickSort quickSort= new QuickSort();
// MergingSort mergingSort =new MergingSort();
RadixSort radixSort = new RadixSort();
}
}
/**
* 堆排序
* 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
* 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
* 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。
*/
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){
int tmp=data[i];
data[i]=data[j];
data[j]=tmp;
}
//对data数组从0到lastIndex建大堆顶
private void buildMaxHeap(int[]data, int lastIndex){
//从lastIndex 处节点（最后一个节点）的父节点
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){
//如果右节点的值较大
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;
}
}
}
}
}
/**
* 快速排序
* 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，将呆排序列分成两部分，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。
*/
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];
while(low<high){
while(low<high && list[high]>=tmp){
high--;
}
list[low]=list[high];
while (low < high && list[low] <= tmp) {
low++;
}
list[high] = list[low];
}
list[low] = tmp;
return low;
}
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){
_quickSort(a2, 0, a2.length - 1);
}
}
}
/**
*归并排序
*归并排序 法 是将两个（或两个以上）有序表合成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子徐磊，给个子序列是有序的，
*然后再把有序子序列合并为整体有序序列
*/
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){
if(left<right){
//找出中间索引
int center=(left+right)/2;
//对左边的数进行递归
sort(data,left,center);
//对右边的数进行递归
sort(data,center+1,right);
//合并
merge(data,left,center,right);
}
}
public void merge(int []data,int left,int center,int right){
int [] tmpArr =new int[data.length];
int mid=center+1;
//thrid 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));
}
}
/**
* 基数排序
* 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。
*
*/
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++;
}
}
}
}
}