日常操作中常见的排序方法很多,比如有:冒泡排序、快速排序、选择排序、插入排序、希尔排序,甚至还有基数排序、鸡尾酒排序、桶排序、鸽巢排序、归并排序等。
一、冒泡排序
一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
1 /** 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。 2 *对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。 3 * 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。 4 * 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。 5 * 6 */ 7 public static void bubbleSort(int[] numbers) { 8 int temp; // 记录临时中间值 9 int size = numbers.length; // 数组大小 10 for (int i = 0; i < size - 1; i++) { 11 for (int j = i + 1; j < size; j++) { 12 if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置 13 temp = numbers[i]; 14 numbers[i] = numbers[j]; 15 numbers[j] = temp; 16 } 17 } 18 } 19 }
二、快速排序
快速排序使用分治法策略来把一个序列分为两个子序列。
1 /** 2 * 从数列中挑出一个元素,称为“基准”. 3 *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, 4 * 该基准是它的最后位置。这个称为分割(partition)操作。 5 * 递归地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。 6 */ 7 public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) { 8 if (start < end) { 9 int base = numbers[start]; // 选定的基准值(第一个数值作为基准值) 10 int temp; // 记录临时中间值 11 int i = start, j = end; 12 do { 13 while ((numbers[i] < base) && (i < end)) 14 i++; 15 while ((numbers[j] > base) && (j > start)) 16 j--; 17 if (i <= j) { 18 temp = numbers[i]; 19 numbers[i] = numbers[j]; 20 numbers[j] = temp; 21 i++; 22 j--; 23 } 24 } while (i <= j); 25 if (start < j) 26 quickSort(numbers, start, j); 27 if (end > i) 28 quickSort(numbers, i, end); 29 } 30 }
三、选择排序
选择排序是一种简单直观的排序方法,每次寻找序列中的最小值,然后放在最末尾的位置。
/** * 在未排序序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置。 *再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素,然后放到排序序列末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。 */ public static void selectSort(int[] numbers) { int size = numbers.length, temp; for (int i = 0; i < size; i++) { int k = i; for (int j = size - 1; j >i; j--) { if (numbers[j] < numbers[k]) k = j; } temp = numbers[i]; numbers[i] = numbers[k]; numbers[k] = temp; } }
四、插入排序
插入排序的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。其具体步骤参见代码及注释。
1 /** 2 *从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序 3 *取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描 4 * 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置,重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置,将新元素插入到该位置中; 5 * 重复步骤2。 6 */ 7 public static void insertSort(int[] numbers) { 8 int size = numbers.length, temp, j; 9 for(int i=1; i<size; i++) { 10 temp = numbers[i]; 11 for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--) 12 numbers[j] = numbers[j-1]; 13 numbers[j] = temp; 14 } 15 }
五、归并排序
建立在归并操作上的一种有效的排序算法,归并是指将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。
1 /** 2 3 4 * 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列 5 * 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置 6 * 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置 7 * 重复步骤3直到某一指针达到序列尾 8 * 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾 9 10 */ 11 public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) { 12 int t = 1;// 每组元素个数 13 int size = right - left + 1; 14 while (t < size) { 15 int s = t;// 本次循环每组元素个数 16 t = 2 * s; 17 int i = left; 18 while (i + (t - 1) < size) { 19 merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1)); 20 i += t; 21 } 22 if (i + (s - 1) < right) 23 merge(numbers, i, i + (s - 1), right); 24 } 25 } 26 /** 27 * 归并算法实现 28 * 29 */ 30 private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) { 31 int[] B = new int[data.length]; 32 int s = p; 33 int t = q + 1; 34 int k = p; 35 while (s <= q && t <= r) { 36 if (data[s] <= data[t]) { 37 B[k] = data[s]; 38 s++; 39 } else { 40 B[k] = data[t]; 41 t++; 42 } 43 k++; 44 } 45 if (s == q + 1) 46 B[k++] = data[t++]; 47 else 48 B[k++] = data[s++]; 49 for (int i = p; i <= r; i++) 50 data[i] = B[i]; 51 }