這篇文章主要介紹了Java如何實(shí)現(xiàn)八個(gè)常用的排序算法：插入排序、冒泡排序、選擇排序、希爾排序 、快速排序、歸并排序、堆排序和LST基數(shù)排序，分享給大家一起學(xué)習(xí)。
分類
1）插入排序（直接插入排序、希爾排序）
2）交換排序（冒泡排序、快速排序）
3）選擇排序（直接選擇排序、堆排序）
4）歸并排序
5）分配排序（基數(shù)排序）
所需輔助空間最多：歸并排序
所需輔助空間最少：堆排序
平均速度最快：快速排序
不穩(wěn)定：快速排序，希爾排序，堆排序。
先來看看8種排序之間的關(guān)系：
1.直接插入排序
（1）基本思想：在要排序的一組數(shù)中，假設(shè)前面(n-1)[n>=2] 個(gè)數(shù)已經(jīng)是排
好順序的，現(xiàn)在要把第n個(gè)數(shù)插到前面的有序數(shù)中，使得這n個(gè)數(shù)
也是排好順序的。如此反復(fù)循環(huán)，直到全部排好順序。
（2）實(shí)例
（3）用java實(shí)現(xiàn)
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package com.njue; publicclass insertSort { public insertSort(){ inta[]={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]; //將大于temp的值整體后移一個(gè)單位 } a[j+1]=temp; } for(int i=0;i<a.length;i++){ System.out.println(a[i]); } } |
2. 希爾排序（最小增量排序）
（1）基本思想：算法先將要排序的一組數(shù)按某個(gè)增量d（n/2,n為要排序數(shù)的個(gè)數(shù)）分成若干組，每組中記錄的下標(biāo)相差d.對每組中全部元素進(jìn)行直接插入排序，然后再用一個(gè)較小的增量（d/2）對它進(jìn)行分組，在每組中再進(jìn)行直接插入排序。當(dāng)增量減到1時(shí)，進(jìn)行直接插入排序后，排序完成。
（2）實(shí)例：
（3）用java實(shí)現(xiàn)
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publicclass shellSort { publicshellSort(){ int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100}; double d1=a.length; int temp=0; while(true){ 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]); } } |
3.簡單選擇排序
（1）基本思想：在要排序的一組數(shù)中，選出最小的一個(gè)數(shù)與第一個(gè)位置的數(shù)交換；
然后在剩下的數(shù)當(dāng)中再找最小的與第二個(gè)位置的數(shù)交換，如此循環(huán)到倒數(shù)第二個(gè)數(shù)和最后一個(gè)數(shù)比較為止。
（2）實(shí)例：
（3）用java實(shí)現(xiàn)
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public class selectSort { public 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]); } } |
4.堆排序
（1）基本思想：堆排序是一種樹形選擇排序，是對直接選擇排序的有效改進(jìn)。
堆的定義如下：具有n個(gè)元素的序列（h1,h2,…,hn),當(dāng)且僅當(dāng)滿足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1）(i=1,2,…,n/2)時(shí)稱之為堆。在這里只討論滿足前者條件的堆。由堆的定義可以看出，堆頂元素（即第一個(gè)元素）必為最大項(xiàng)（大頂堆）。完全二叉樹可以很直觀地表示堆的結(jié)構(gòu)。堆頂為根，其它為左子樹、右子樹。初始時(shí)把要排序的數(shù)的序列看作是一棵順序存儲(chǔ)的二叉樹，調(diào)整它們的存儲(chǔ)序，使之成為一個(gè)堆，這時(shí)堆的根節(jié)點(diǎn)的數(shù)最大。然后將根節(jié)點(diǎn)與堆的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)交換。然后對前面(n-1)個(gè)數(shù)重新調(diào)整使之成為堆。依此類推，直到只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的堆，并對它們作交換，最后得到有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的有序序列。從算法描述來看，堆排序需要兩個(gè)過程，一是建立堆，二是堆頂與堆的最后一個(gè)元素交換位置。所以堆排序有兩個(gè)函數(shù)組成。一是建堆的滲透函數(shù)，二是反復(fù)調(diào)用滲透函數(shù)實(shí)現(xiàn)排序的函數(shù)。
（2）實(shí)例：
初始序列：46,79,56,38,40,84
建堆：
交換，從堆中踢出最大數(shù)
剩余結(jié)點(diǎn)再建堆，再交換踢出最大數(shù)
依次類推：最后堆中剩余的最后兩個(gè)結(jié)點(diǎn)交換，踢出一個(gè)，排序完成。
（3）用java實(shí)現(xiàn)
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import java.util.Arrays; publicclass HeapSort { inta[]={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("開始排序"); int arrayLength=a.length; //循環(huán)建堆 for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){ //建堆 buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i); //交換堆頂和最后一個(gè)元素 swap(a,0,arrayLength-1-i); System.out.println(Arrays.toString(a)); } } private void swap(int[] data, int i, int j) { // TODO Auto-generated method stub int tmp=data[i]; data[i]=data[j]; data[j]=tmp; } //對data數(shù)組從0到lastIndex建大頂堆 privatevoid buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) { // TODO Auto-generated method stub //從lastIndex處節(jié)點(diǎn)（最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)）的父節(jié)點(diǎn)開始 for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){ //k保存正在判斷的節(jié)點(diǎn) int k=i; //如果當(dāng)前k節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)存在 while(k*2+1<=lastIndex){ //k節(jié)點(diǎn)的左子節(jié)點(diǎn)的索引 int biggerIndex=2*k+1; //如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k節(jié)點(diǎn)的右子節(jié)點(diǎn)存在 if(biggerIndex<lastIndex){ //若果右子節(jié)點(diǎn)的值較大 if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){ //biggerIndex總是記錄較大子節(jié)點(diǎn)的索引 biggerIndex++; } } //如果k節(jié)點(diǎn)的值小于其較大的子節(jié)點(diǎn)的值 if(data[k]<data[biggerIndex]){ //交換他們 swap(data,k,biggerIndex); //將biggerIndex賦予k，開始while循環(huán)的下一次循環(huán)，重新保證k節(jié)點(diǎn)的值大于其左右子節(jié)點(diǎn)的值 k=biggerIndex; }else{ break; } } } } } |
5.冒泡排序
（1）基本思想：在要排序的一組數(shù)中，對當(dāng)前還未排好序的范圍內(nèi)的全部數(shù)，自上而下對相鄰的兩個(gè)數(shù)依次進(jìn)行比較和調(diào)整，讓較大的數(shù)往下沉，較小的往上冒。即：每當(dāng)兩相鄰的數(shù)比較后發(fā)現(xiàn)它們的排序與排序要求相反時(shí)，就將它們互換。
（2）實(shí)例：
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public class bubbleSort { publicbubbleSort(){ inta[]={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]); } } |
6.快速排序
（1）基本思想：選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素,通常選擇第一個(gè)元素或者最后一個(gè)元素,通過一趟掃描，將待排序列分成兩部分,一部分比基準(zhǔn)元素小,一部分大于等于基準(zhǔn)元素,此時(shí)基準(zhǔn)元素在其排好序后的正確位置,然后再用同樣的方法遞歸地排序劃分的兩部分。
（2）實(shí)例：
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publicclass quickSort { inta[]={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}; publicquickSort(){ quick(a); for(int i=0;i<a.length;i++){ System.out.println(a[i]); } } publicint getMiddle(int[] list, int low, int high) { int tmp =list[low]; //數(shù)組的第一個(gè)作為中軸 while (low < high){ while (low < high&& list[high] >= tmp) { high--; } list[low] =list[high]; //比中軸小的記錄移到低端 while (low < high&& list[low] <= tmp) { low++; } list[high] =list[low]; //比中軸大的記錄移到高端 } list[low] = tmp; //中軸記錄到尾 return low; //返回中軸的位置 } publicvoid _quickSort(int[] list, int low, int high) { if (low < high){ int middle =getMiddle(list, low, high); //將list數(shù)組進(jìn)行一分為二 _quickSort(list, low, middle - 1); //對低字表進(jìn)行遞歸排序 _quickSort(list,middle + 1, high); //對高字表進(jìn)行遞歸排序 } } publicvoid quick(int[] a2) { if (a2.length > 0) { //查看數(shù)組是否為空 _quickSort(a2,0, a2.length - 1); } } } |
7、歸并排序
（1）基本排序：歸并（Merge）排序法是將兩個(gè)（或兩個(gè)以上）有序表合并成一個(gè)新的有序表，即把待排序序列分為若干個(gè)子序列，每個(gè)子序列是有序的。然后再把有序子序列合并為整體有序序列。
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import java.util.Arrays; publicclass mergingSort { inta[]={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}; publicmergingSort(){ sort(a,0,a.length-1); for(int i=0;i<a.length;i++) System.out.println(a[i]); } publicvoid sort(int[] data, int left, int right) { // TODO Auto-generatedmethod stub if(left<right){ //找出中間索引 int center=(left+right)/2; //對左邊數(shù)組進(jìn)行遞歸 sort(data,left,center); //對右邊數(shù)組進(jìn)行遞歸 sort(data,center+1,right); //合并 merge(data,left,center,right); } } publicvoid merge(int[] data, int left, int center, int right) { // TODO Auto-generatedmethod stub int [] tmpArr=newint[data.length]; int mid=center+1; //third記錄中間數(shù)組的索引 int third=left; int tmp=left; while(left<=center&&mid<=right){ //從兩個(gè)數(shù)組中取出最小的放入中間數(shù)組 if(data[left]<=data[mid]){ tmpArr[third++]=data[left++]; }else{ tmpArr[third++]=data[mid++]; } } //剩余部分依次放入中間數(shù)組 while(mid<=right){ tmpArr[third++]=data[mid++]; } while(left<=center){ tmpArr[third++]=data[left++]; } //將中間數(shù)組中的內(nèi)容復(fù)制回原數(shù)組 while(tmp<=right){ data[tmp]=tmpArr[tmp++]; } System.out.println(Arrays.toString(data)); } } |
8、基數(shù)排序
（1）基本思想：將所有待比較數(shù)值（正整數(shù)）統(tǒng)一為同樣的數(shù)位長度，數(shù)位較短的數(shù)前面補(bǔ)零。然后，從最低位開始，依次進(jìn)行一次排序。這樣從最低位排序一直到最高位排序完成以后,數(shù)列就變成一個(gè)有序序列。
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import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class radixSort { inta[]={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(inti=0;i<a.length;i++){ System.out.println(a[i]); } } public void sort(int[] array){ //首先確定排序的趟數(shù); int max=array[0]; for(inti=1;i<array.length;i++){ if(array[i]>max){ max=array[i]; } } int time=0; //判斷位數(shù); while(max>0){ max/=10; time++; } //建立10個(gè)隊(duì)列; List<ArrayList> queue=newArrayList<ArrayList>(); for(int i=0;i<10;i++){ ArrayList<Integer>queue1=new ArrayList<Integer>(); queue.add(queue1); } //進(jìn)行time次分配和收集; for(int i=0;i<time;i++){ //分配數(shù)組元素; for(intj=0;j<array.length;j++){ //得到數(shù)字的第time+1位數(shù); 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;//元素計(jì)數(shù)器; //收集隊(duì)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++; } } } } } |
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助。
