一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

mac2025-01-12  32

经常碰到这样一类排序问题:把新的数据插入到已经排好的数据列中。

将第一个数和第二个数排序,然后构成一个有序序列

将第三个数插入进去,构成一个新的有序序列。

对第四个数、第五个数……直到最后一个数,重复第二步。

如何写写成代码:

首先设定插入次数,即循环次数,for(int i=1;i<length;i++),1个数的那次不用插入。

设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。

从最后一个数开始向前循环,如果插入数小于当前数,就将当前数向后移动一位。

将当前数放置到空着的位置,即j+1。

代码实现如下:

对于直接插入排序问题,数据量巨大时。

将数的个数设为n,取奇数k=n/2,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。

再取k=k/2 ,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。

重复第二步,直到k=1执行简单插入排序。

如何写成代码:

首先确定分的组数。

然后对组中元素进行插入排序。

然后将length/2,重复1,2步,直到length=0为止。

代码实现如下:

public  void sheelSort(int[] a){         int d = a.length;         while (d!=0) {             d=d/2;             for (int x = 0; x < d; x++) {                 for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {                     int j = i - d;                     int temp = a[i];                     for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {                         a[j + d] = a[j];                     }                     a[j + d] = temp;                 }             }         }     }

常用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比较都交换,那么就是交换排序;如果每次比较完一个循环再交换,就是简单选择排序。)

遍历整个序列,将最小的数放在最前面。

遍历剩下的序列,将最小的数放在最前面。

重复第二步,直到只剩下一个数。

如何写成代码:

首先确定循环次数,并且记住当前数字和当前位置。

将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比,小数赋值给key,并记住小数的位置。

比对完成后,将最小的值与第一个数的值交换。

重复2、3步。

代码实现如下:

public void selectSort(int[] a) {         int length = a.length;         for (int i = 0; i < length; i++) {             int key = a[i];             int position=i;             for (int j = i + 1; j < length; j++) {                 if (a[j] < key) {                     key = a[j];                     position = j;                 }             }             a[position]=a[i];             a[i]=key;         }     }

对简单选择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。

将根节点与最后一个节点交换,然后断开最后一个节点。

重复第一、二步,直到所有节点断开。

代码实现如下:

public  void heapSort(int[] a){         System.out.println("开始排序");         int arrayLength=a.length;                  for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){                          buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);                          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;     }          private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {                           for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){                          int k=i;                          while(k*2+1<=lastIndex){                                  int biggerIndex=2*k+1;                                  if(biggerIndex<lastIndex){                                          if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){                                                  biggerIndex++;                     }                 }                                  if(data[k]<data[biggerIndex]){                                          swap(data,k,biggerIndex);                                          k=biggerIndex;                 }else{                     break;                 }             }         }     }

一般不用。

将序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

将剩余序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

重复第二步,直到只剩下一个数。

如何写成代码:

设置循环次数。

设置开始比较的位数,和结束的位数。

两两比较,将最小的放到前面去。

重复2、3步,直到循环次数完毕。

代码实现如下:

要求时间最快时。

选择第一个数为p,小于p的数放在左边,大于p的数放在右边。

    2.递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行,直到不能递归。

代码实现如下:

public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) { if (start < end) {         int base = numbers[start];         int temp;         int i = start, j = end;         do {             while ((numbers[i] < base) && (i < end))                 i++;             while ((numbers[j] > base) && (j > start))                 j--;             if (i <= j) {                 temp = numbers[i];                 numbers[i] = numbers[j];                 numbers[j] = temp;                 i++;                 j--;             }         } while (i <= j);         if (start < j)             quickSort(numbers, start, j);         if (end > i)             quickSort(numbers, i, end);     } }

速度仅次于快排,内存少的时候使用,可以进行并行计算的时候使用。

选择相邻两个数组成一个有序序列。

选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

重复第二步,直到全部组成一个有序序列。

代码实现如下:

public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {     int t = 1;     int size = right - left + 1;     while (t < size) {         int s = t;         t = 2 * s;         int i = left;         while (i + (t - 1) < size) {             merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));             i += t;         }         if (i + (s - 1) < right)             merge(numbers, i, i + (s - 1), right);     } } private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {     int[] B = new int[data.length];     int s = p;     int t = q + 1;     int k = p;     while (s <= q && t <= r) {         if (data[s] <= data[t]) {             B[k] = data[s];             s++;         } else {             B[k] = data[t];             t++;         }         k++;     }     if (s == q + 1)         B[k++] = data[t++];     else           B[k++] = data[s++];     for (int i = p; i <= r; i++)         data[i] = B[i]; }

用于大量数,很长的数进行排序时。

将所有的数的个位数取出,按照个位数进行排序,构成一个序列。

将新构成的所有的数的十位数取出,按照十位数进行排序,构成一个序列。

代码实现如下:

public void sort(int[] array) {                  int max = array[0];         for (int i = 1; i < array.length; i++) {             if (array[i] > max) {                 max = array[i];             }         }         int time = 0;                  while (max > 0) {             max /= 10;             time++;         }                  List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();         for (int i = 0; i < 10; i++) {             ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();             queue.add(queue1);         }                  for (int i = 0; i < time; i++) {                          for (int j = 0; j < array.length; j++) {                                  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;                          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++;                 }             }         }     }

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