java实现排序(转)

心已赠人 2022-07-12 01:10 133阅读 0赞

# 摘要： #

java实现排序的几种方法

先来看看8种排序之间的关系：

![1336792573_1570.png][]

# 第一：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

![1336792682_4218.png][]

3. 用java实现

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijiang.demo;    
2.    
3.  public class InsertSort \{    
4.    
5.      public InsertSort()\{    
6.          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\};    
7.          int temp=0;    
8.          for(int i=1;i<a.length;i++)\{    
9.              int j=i-1;    
10.             temp=a\[i\];    
11.             for(;j>=0 && temp<a\[j\];j–)\{    
12.                 a\[j+1\]=a\[j\];//将大于temp的值整体后移一个单位    
13.             \}    
14.             a\[j+1\]=temp;    
15.         \}    
16.   
17.         for(int i=0;i<a.length;i++)    
18.             System.out.println(a\[i\]);    
19.     \}    
20.   
21. \}

![save_snippets.png][]

**4. 特点：每次循环一边之后，最前面的一部分一定是有序序列，但是位置不是最终的**

# 第二：希尔排序（最小增量排序） #

1. 基本思想：[算法][Link 1]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：

![1336792712_3691.png][]

3. 用java实现

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijiang.demo;  
2.    
3.  public class ShellSort \{    
4.      public ShellSort()\{    
5.          int a\[\]=\{ 1,54,6,3,78,34,12,45,56,100\};    
6.          double d1=a.length;    
7.          int temp=0;    
8.          while(true)\{    
9.              d1= Math.ceil(d1/2);    
10.             int d=(int) d1;    
11.             for(int x=0;x<d;x++)\{    
12.                 for(int i=x+d;i<a.length;i+=d)\{    
13.                     int j=i-d;    
14.                     temp=a\[i\];    
15.                     for(;j>=0 && temp<a\[j\];j-=d)\{    
16.                         a\[j+d\]=a\[j\];    
17.                     \}    
18.                     a\[j+d\]=temp;    
19.                 \}    
20.             \}    
21.             if(d==1)    
22.                 break;    
23.         \}    
24.         for(int i=0;i<a.length;i++)    
25.             System.out.println(a\[i\]);    
26.   
27.     \}    
28.   
29. \}

![save_snippets.png][]

# 第三：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数和最后一个数比较为止。

2. 实例：

![1336793705_2932.png][]

3. 用java实现

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijiang.demo;  
2.    
3.  public class SelectSort \{    
4.    
5.      public SelectSort()\{    
6.          int a\[\]=\{ 1,54,6,3,78,34,12,45\};    
7.          int position=0;    
8.          for(int i=0;i<a.length;i++)\{    
9.              int j=i+1;    
10.             position=i;    
11.             int temp=a\[i\];    
12.             for(;j<a.length;j++)\{    
13.                 if(a\[j\]<temp)\{    
14.                     temp=a\[j\];    
15.                     position=j;    
16.                 \}    
17.             \}    
18.             a\[position\]=a\[i\];    
19.             a\[i\]=temp;    
20.         \}    
21.         for(int i=0;i<a.length;i++)    
22.             System.out.println(a\[i\]);    
23.   
24.     \}    
25.   
26. \}

![save_snippets.png][]

4. 特点：每次循环一边之后，最前面的一部分一定是有序的，而且这个顺序不会再改变。这个和前面的插入排序有点不一样。

# 第四：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>=2i+1;大顶堆）或（hi<=h2i,hi<=2i+1;小顶堆）(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：

首先我们将需要排序的序列按照自上往下，从左到右的顺序构造成一颗完全二叉树，然后开始修改成堆

![Center][]

说明：对初始状态修改成堆的形式，从叶子节点开始操作，我们将其改变成大顶堆，遵循的原则是父节点大于其左右子节点，如果不符合规则，就将其子节点和父节点进行交换操作，操作的顺序是从右向左，自下而上。当然每次操作完之后都必须遵循父节点大于其左右子节点，比如到第三个状态了，当我们把84移到顶部之后，发现46比56小，所以还需要进行操作。同时左子树和右子树也要遵循规则。下面的图片就是最终的堆结构

![1336793950_6973.png][]

那么下面就来看一下如何选择数：

交换，从堆中踢出最大数，就是根节点。

![1336793977_2095.png][]

每次踢出根节点之后对于剩余结点再建堆，这时候我们就将最后一个叶子节点放到根节点的位置，然后再建堆，比如，当我们踢出最大值84的时候，我们就将最后的一个叶子节点46放到根节点中，然后按照之前的建堆的原则从新建堆。再交换踢出最大数，如下图：

![1336793996_7183.png][]

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

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijiang.demo;  
2.    
3.  import java.util.Arrays;    
4.    
5.  public class HeapSort \{    
6.    
7.      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\};    
8.    
9.      public HeapSort()\{    
10.         heapSort(a);    
11.   
12.     \}    
13.   
14.     public  void heapSort(int\[\] a)\{    
15.         System.out.println(”开始排序”);    
16.         int arrayLength=a.length;    
17.         //循环建堆    
18.         for(int i=0;i<arrayLength-1;i++)\{    
19.             //建堆    
20.             buildMaxHeap(a,arrayLength-1\-i);    
21.             //交换堆顶和最后一个元素    
22.             swap(a,0,arrayLength-1\-i);    
23.             System.out.println(Arrays.toString(a));    
24.         \}    
25.     \}    
26.   
27.     private  void swap(int\[\] data, int i, int j) \{    
28.         int tmp=data\[i\];    
29.         data\[i\]=data\[j\];    
30.         data\[j\]=tmp;    
31.     \}    
32.   
33.     //对data数组从0到lastIndex建大顶堆    
34.     private void buildMaxHeap(int\[\] data, int lastIndex) \{    
35.         //从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始    
36.         for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i–)\{    
37.             //k保存正在判断的节点    
38.             int k=i;    
39.             //如果当前k节点的子节点存在    
40.             while(k\*2\+1<=lastIndex)\{    
41.                 //k节点的左子节点的索引    
42.                 int biggerIndex=2\*k+1;    
43.                 //如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在    
44.                 if(biggerIndex<lastIndex)\{    
45.                     //若果右子节点的值较大    
46.                     if(data\[biggerIndex\]<data\[biggerIndex+1\])\{    
47.                         //biggerIndex总是记录较大子节点的索引    
48.                         biggerIndex++;    
49.                     \}    
50.                 \}    
51.   
52.                 //如果k节点的值小于其较大的子节点的值    
53.                 if(data\[k\]<data\[biggerIndex\])\{    
54.                     //交换他们    
55.                     swap(data,k,biggerIndex);    
56.                     //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    
57.                     k=biggerIndex;    
58.                 \}else\{    
59.                     break;    
60.                 \}    
61.   
62.             \}    
63.   
64.         \}    
65.   
66.     \}   
67. \}

![save_snippets.png][]

# 第五： 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：

![1336807392_9769.png][]

3. 用java实现

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijiang.demo;  
2.    
3.  public class BubbleSort \{    
4.      public BubbleSort()\{    
5.          int a\[\]=\{ 1,54,6,3,78,34,12,45\};    
6.          int temp=0;    
7.          for(int i=0;i<a.length;i++)\{    
8.              for(int j=i+1;j<a.length;j++)\{    
9.                  if(a\[i\]>a\[j\])\{    
10.                     temp=a\[i\];    
11.                     a\[i\]=a\[j\];    
12.                     a\[j\]=temp;    
13.                 \}    
14.             \}    
15.         \}    
16.         for(int i=0;i<a.length;i++)    
17.             System.out.println(a\[i\]);       
18.     \}    
19.   
20. \}

![save_snippets.png][]

经过道友的提醒，发现上面的不是正宗的冒泡排序，其实上面的相当去选择排序的变种。所以更正过来：

**正宗的冒泡排序：**

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijiang.demo;  
2.    
3.  public class BubbleSort \{    
4.      public BubbleSort()\{    
5.          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\};    
6.          int temp=0;    
7.          for(int i=0;i<a.length-1;i++)\{    
8.              for(int j=0;j<a.length-1\-i;j++)\{    
9.                  if(a\[j\]>a\[j+1\])\{    
10.                     temp=a\[j\];    
11.                     a\[j\]=a\[j+1\];    
12.                     a\[j+1\]=temp;    
13.                 \}    
14.             \}    
15.         \}    
16.         for(int i=0;i<a.length;i++)    
17.             System.out.println(a\[i\]);       
18.     \}    
19. \}

![save_snippets.png][]

**4. 特点：和选择排序的特点一样，每循环一边之后最前面的一部分是有序的，而且位置不会再改变了**

**注：上面的冒泡排序的过程我们是可以进行一些优化操作的，可以添加一个变量来记录每次有没有交换操作，如果没有的话，说明序列已经有序了，不需要在进行比较了，代码如下：**

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijiang.demo;  
2.    
3.  public class EnhanceBubbleSort \{    
4.      public EnhanceBubbleSort()\{    
5.          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\};   
6.          int temp=0;   
7.          boolean isChange = false;//记录每次有没有交换值的状态  
8.          for(int i=0;i<a.length-1;i++)\{    
9.              isChange = false;  
10.             for(int j=0;j<a.length-1\-i;j++)\{    
11.                 if(a\[j\]>a\[j+1\])\{  
12.                     isChange = true;  
13.                     temp=a\[j\];    
14.                     a\[j\]=a\[j+1\];    
15.                     a\[j+1\]=temp;    
16.                 \}    
17.             \}   
18.             //如果一趟下来之后没有交换操作，说明数组已经有序了，直接跳出循环  
19.             if(!isChange)  
20.                 break;  
21.         \}    
22.         for(int i=0;i<a.length;i++)    
23.             System.out.println(a\[i\]);       
24.     \}   
25. \}

![save_snippets.png][]

如果原始序列大部分有序了，这个效率比之前的冒泡排序效果高出很多

# 第六：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：

![1336807447_1275.png][]

3. 用java实现

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijia.demo;  
2.    
3.  public class QuickSort \{    
4.    
5.      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\};    
6.      public QuickSort()\{    
7.          quick(a);    
8.          for(int i=0;i<a.length;i++)    
9.              System.out.println(a\[i\]);    
10.   
11.     \}    
12.   
13.     public int getMiddle(int\[\] list, int low, int high) \{       
14.         int tmp = list\[low\];    //数组的第一个作为中轴       
15.         while (low < high) \{       
16.             while (low < high && list\[high\] >= tmp) \{       
17.                 high–;       
18.             \}       
19.             list\[low\] = list\[high\];   //比中轴小的记录移到低端       
20.             while (low < high && list\[low\] <= tmp) \{       
21.                 low++;       
22.             \}       
23.             list\[high\] = list\[low\];   //比中轴大的记录移到高端       
24.         \}       
25.         list\[low\] = tmp;              //中轴记录到尾       
26.         return low;                   //返回中轴的位置       
27.   
28.     \}      
29.   
30.     public void \_quickSort(int\[\] list, int low, int high) \{       
31.         if (low < high) \{       
32.             int middle = getMiddle(list, low, high);  //将list数组进行一分为二       
33.             \_quickSort(list, low, middle - 1);        //对低字表进行递归排序       
34.             \_quickSort(list, middle + 1, high);       //对高字表进行递归排序       
35.         \}       
36.     \}     
37.   
38.     public void quick(int\[\] a2) \{       
39.         if (a2.length > 0) \{    //查看数组是否为空       
40.             \_quickSort(a2, 0, a2.length - 1);       
41.         \}       
42.     \}     
43.   
44. \}

![save_snippets.png][]

**4. 特点：每一趟结束之后，中间的数的位置不会在改变了，而且每次都是以这个中间数为中心轴的话，一部分是比这个数都小的，另外一部分都是比这个数都大的**

# 第七：归并排序 #

1. 基本思想：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：

![1336807959_9188.png][]

3. 用java实现

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  package com.weijia.demo;  
2.    
3.  import java.util.Arrays;    
4.    
5.  public class MergingSort \{    
6.        
7.      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\};    
8.        
9.      public  MergingSort()\{    
10.         sort(a,0,a.length-1);    
11.         for(int i=0;i<a.length;i++)    
12.             System.out.println(a\[i\]);    
13.     \}    
14.       
15.     public void sort(int\[\] data, int left, int right) \{    
16.         if(left<right)\{    
17.             //找出中间索引    
18.             int center=(left+right)/2;    
19.             //对左边数组进行递归    
20.             sort(data,left,center);    
21.             //对右边数组进行递归    
22.             sort(data,center+1,right);    
23.             //合并    
24.             merge(data,left,center,right);    
25.   
26.         \}    
27.     \}    
28.       
29.     public void merge(int\[\] data, int left, int center, int right) \{    
30.         int \[\] tmpArr=new int\[data.length\];    
31.         int mid=center+1;    
32.         //third记录中间数组的索引    
33.         int third=left;    
34.         int tmp=left;    
35.         while(left<=center&&mid<=right)\{    
36.             //从两个数组中取出最小的放入中间数组    
37.             if(data\[left\]<=data\[mid\])\{    
38.                 tmpArr\[third++\]=data\[left++\];    
39.             \}else\{    
40.                 tmpArr\[third++\]=data\[mid++\];    
41.             \}    
42.         \}    
43.         //剩余部分依次放入中间数组    
44.         while(mid<=right)\{    
45.             tmpArr\[third++\]=data\[mid++\];    
46.         \}    
47.         while(left<=center)\{    
48.             tmpArr\[third++\]=data\[left++\];    
49. j        //将中间数组中的内容复制回原数组    
50.         while(tmp<=right)\{    
51.             data\[tmp\]=tmpArr\[tmp++\];    
52.         \}    
53.         System.out.println(Arrays.toString(data));    
54.     \}    
55.   
56. \}

![save_snippets.png][]

# 第八：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

[java] view plain copy 
       
        package com.weijia.demo;      import java.util.ArrayList;     import java.util.List;        public 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++;                     }                    }                }            }          }

# 总结： #

![Center 1][]

[1336792573_1570.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336792573_1570.png
[1336792682_4218.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336792682_4218.png
[view plain]: http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/38258009#
[save_snippets.png]: /images/20220711/35c55c7c36d44ea1b0978a74bcf458dc.png
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/datastructure
[1336792712_3691.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336792712_3691.png
[1336793705_2932.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336793705_2932.png
[Center]: /images/20220711/1ce22f90a3674ebc9a4fbade99b33c02.png
[1336793950_6973.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336793950_6973.png
[1336793977_2095.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336793977_2095.png
[1336793996_7183.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336793996_7183.png
[1336807392_9769.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336807392_9769.png
[1336807447_1275.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336807447_1275.png
[1336807959_9188.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201205/12/1336807959_9188.png
[Center 1]: /images/20220711/9401acdf43794673a813b667cd8a2cf0.png