Java常用的八種排序演算法與程式碼實現(一)
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1.直接插入排序
經常碰到這樣一類排序問題：把新的資料插入到已經排好的資料列中。
將第一個數和第二個數排序，然後構成一個有序序列
將第三個數插入進去，構成一個新的有序序列。
對第四個數、第五個數……直到最後一個數，重複第二步。
如何寫寫成程式碼：
首先設定插入次數，即迴圈次數，for(inti=1;i<length;i++)，1個數的那次不用插入。
設定插入數和得到已經排好序列的最後一個數的位數。insertNum和j=i-1。
從最後一個數開始向前迴圈，如果插入數小於當前數，就將當前數向後移動一位。
將當前數放置到空著的位置，即j+1。
程式碼實現如下：
public void insertSort(int[] a){
int length=a.length;//陣列長度，將這個提取出來是為了提高速度。
int insertNum;//要插入的數
for(int i=1;i<length;i++){//插入的次數
insertNum=a[i];//要插入的數
int j=i-1;//已經排序好的序列元素個數
while(j>=0&&a[j]>insertNum){//序列從後到前迴圈，將大於insertNum的數向後移動一格
a[j+1]=a[j];//元素移動一格
j--;
}
a[j+1]=insertNum;//將需要插入的數放在要插入的位置。
}
}
2.希爾排序
對於直接插入排序問題，資料量巨大時。
將數的個數設為n，取奇數k=n/2，將下標差值為k的書分為一組，構成有序序列。
再取k=k/2 ，將下標差值為k的書分為一組，構成有序序列。
重複第二步，直到k=1執行簡單插入排序。
如何寫成程式碼：
首先確定分的組數。
然後對組中元素進行插入排序。
然後將length/2，重複1,2步，直到length=0為止。
程式碼實現如下：public void sheelSort(int[] a){
int d = a.length;
while (d!=0) {
d=d/2;
for (int x = 0; x < d; x++) {//分的組數
for (int i = x + d; i <a.length; i += d) {//組中的元素，從第二個數開始
int j = i - d;//j為有序序列最後一位的位數
int temp = a[i];//要插入的元素
for (; j >= 0 &&temp < a[j]; j -= d) {//從後往前遍歷。
a[j + d] = a[j];//向後移動d位
}
a[j + d] = temp;
}
}
}
}
3.簡單選擇排序
常用於取序列中最大最小的幾個數時。
(如果每次比較都交換，那麼就是交換排序；如果每次比較完一個迴圈再交換，就是簡單選擇排序。)
遍歷整個序列，將最小的數放在最前面。
遍歷剩下的序列，將最小的數放在最前面。
重複第二步，直到只剩下一個數。
如何寫成程式碼：
首先確定迴圈次數，並且記住當前數字和當前位置。
將當前位置後面所有的數與當前數字進行對比，小數賦值給key，並記住小數的位置。
比對完成後，將最小的值與第一個數的值交換。
重複2、3步。
程式碼實現如下：public voidselectSort(int[] a) {
int length = a.length;
for (int i = 0; i < length; i++) {//迴圈次數
int key = a[i];
int position=i;
for (int j = i + 1; j < length; j++) {//選出最小的值和位置
if (a[j] < key) {
key = a[j];
position = j;
}
}
a[position]=a[i];//交換位置
a[i]=key;
}
}
4.堆排序
對簡單選擇排序的優化。
將序列構建成大頂堆。
將根節點與最後一個節點交換，然後斷開最後一個節點。
重複第一、二步，直到所有節點斷開。
程式碼實現如下：
public void heapSort(int[] a){
System.out.println("開始排序");
int arrayLength=a.length;
//迴圈建堆
for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){
//建堆
buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);
//交換堆頂和最後一個元素
swap(a,0,arrayLength-1-i);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}
private void swap(int[] data, inti, int j) {
// TODO Auto-generated method stub
int tmp=data[i];
data[i]=data[j];
data[j]=tmp;
}
//對data陣列從0到lastIndex建大頂堆
private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
// TODO Auto-generated method stub
//從lastIndex處節點（最後一個節點）的父節點開始
for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
//k儲存正在判斷的節點
int k=i;
//如果當前k節點的子節點存在
while(k*2+1<=lastIndex){
//k節點的左子節點的索引
int biggerIndex=2*k+1;
//如果biggerIndex小於lastIndex，即biggerIndex+1代表的k節點的右子節點存在
if(biggerIndex<lastIndex){
//若果右子節點的值較大
if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){
//biggerIndex總是記錄較大子節點的索引
biggerIndex++;
}
}
//如果k節點的值小於其較大的子節點的值
if(data[k]<data[biggerIndex]){
//交換他們
swap(data,k,biggerIndex);
//將biggerIndex賦予k，開始while迴圈的下一次迴圈，重新保證k節點的值大於其左右子節點的值
k=biggerIndex;
}else{
break;
}
}
}
}