Java實現幾種常見排序方法(下) .
阿新 • • 發佈:2019-01-03
插入排序的工作原理是通過構建有序序列,對於未排序資料,在已排序序列中從後向前掃描,找到相應位置並插入。其具體步驟參見程式碼及註釋。
[java]
view plaincopyprint?
- /**
- * 插入排序<br/>
- * <ul>
- * <li>從第一個元素開始,該元素可以認為已經被排序</li>
- * <li>取出下一個元素,在已經排序的元素序列中從後向前掃描</li>
- * <li>如果該元素(已排序)大於新元素,將該元素移到下一位置</li>
- * <li>重複步驟3,直到找到已排序的元素小於或者等於新元素的位置</li>
- * <li>將新元素插入到該位置中</li>
- * <li>重複步驟2</li>
- * </ul>
- *
- * @param numbers
- */
- publicstaticvoid insertSort(int[] numbers) {
- int size = numbers.length, temp, j;
- for(int i=1; i<size; i++) {
- temp = numbers[i];
- for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--)
- numbers[j] = numbers[j-1];
- numbers[j] = temp;
- }
- }
歸併排序是建立在歸併操作上的一種有效的排序演算法,歸併是指將兩個已經排序的序列合併成一個序列的操作。參考程式碼如下:
[java] view plaincopyprint?- /**
- * 歸併排序<br/>
- * <ul>
- * <li>申請空間,使其大小為兩個已經排序序列之和,該空間用來存放合併後的序列</li>
- * <li>設定兩個指標,最初位置分別為兩個已經排序序列的起始位置</li>
- * <li>比較兩個指標所指向的元素,選擇相對小的元素放入到合併空間,並移動指標到下一位置</li>
- * <li>重複步驟3直到某一指標達到序列尾</li>
- * <li>將另一序列剩下的所有元素直接複製到合併序列尾</li>
- * </ul>
- * 演算法參考:<a href="http://www.cnitblog.com/intrl/" mce_href="http://www.cnitblog.com/intrl/">Java部落</a>
- *
- * @param numbers
- */
- publicstaticvoid mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {
- int t = 1;// 每組元素個數
- int size = right - left + 1;
- while (t < size) {
- int s = t;// 本次迴圈每組元素個數
- 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);
- }
- }
- /**
- * 歸併演算法實現
- *
- * @param data
- * @param p
- * @param q
- * @param r
- */
- privatestaticvoid merge(int[] data, int p, int q, int r) {
- int[] B = newint[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];
- }
將之前介紹的所有排序演算法整理成NumberSort類,程式碼
[java] view plaincopyprint?- /**
- * BubbleSort.class
- */
- package test.sort;
- import java.util.Random;
- /**
- * Java實現的排序類
- *
- * @author cyq
- *
- */
- publicclass NumberSort {
- /**
- * 私有構造方法,禁止例項化
- */
- private NumberSort() {
- super();
- }
- /**
- * 冒泡法排序<br/>
- * <ul>
- * <li>比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大,就交換他們兩個。</li>
- * <li>對每一對相鄰元素作同樣的工作,從開始第一對到結尾的最後一對。在這一點,最後的元素應該會是最大的數。</li>
- * <li>針對所有的元素重複以上的步驟,除了最後一個。</li>
- * <li>持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟,直到沒有任何一對數字需要比較。</li>
- * </ul>
- *
- * @param numbers
- * 需要排序的整型陣列
- */
- publicstaticvoid bubbleSort(int[] numbers) {
- int temp; // 記錄臨時中間值
- int size = numbers.length; // 陣列大小
- for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
- for (int j = i + 1; j < size; j++) {
- if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交換兩數的位置
- temp = numbers[i];
- numbers[i] = numbers[j];
- numbers[j] = temp;
- }
- }
- }
- }
- /**
- * 快速排序<br/>
- * <ul>
- * <li>從數列中挑出一個元素,稱為“基準”</li>
- * <li>重新排序數列,所有元素比基準值小的擺放在基準前面,所有元素比基準值大的擺在基準的後面(相同的數可以到任一邊)。在這個分割之後,
- * 該基準是它的最後位置。這個稱為分割(partition)操作。</li>
- * <li>遞迴地把小於基準值元素的子數列和大於基準值元素的子數列排序。</li>
- * </ul>
- *
- * @param numbers
- * @param start
- * @param end
- */
- publicstaticvoid quickSort(int[] numbers, int start, int end) {
- if (start < end) {
- int base = numbers[start]; // 選定的基準值(第一個數值作為基準值)
- int temp; // 記錄臨時中間值
- 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);
- }
- }
- /**
- * 選擇排序<br/>
- * <ul>
- * <li>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</li>
- * <li>再從剩餘未排序元素中繼續尋找最小元素,然後放到排序序列末尾。</li>
- * <li>以此類推,直到所有元素均排序完畢。</li>
- * </ul>
- *
- * @param numbers
- */
- publicstaticvoid 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;
- }
- }
- /**
- * 插入排序<br/>
- * <ul>
- * <li>從第一個元素開始,該元素可以認為已經被排序</li>
- * <li>取出下一個元素,在已經排序的元素序列中從後向前掃描</li>
- * <li>如果該元素(已排序)大於新元素,將該元素移到下一位置</li>
- * <li>重複步驟3,直到找到已排序的元素小於或者等於新元素的位置</li>
- * <li>將新元素插入到該位置中</li>
- * <li>重複步驟2</li>
- * </ul>
- *
- * @param numbers
- */
- publicstaticvoid insertSort(int[] numbers) {
- int size = numbers.length, temp, j;
- for (int i = 1; i < size; i++) {
- temp = numbers[i];
- for (j = i; j > 0 && temp < numbers[j - 1]; j--)
- numbers[j] = numbers[j - 1];
- numbers[j] = temp;
- }
- }
- /**
- * 歸併排序<br/>
- * <ul>
- * <li>申請空間,使其大小為兩個已經排序序列之和,該空間用來存放合併後的序列</li>
- * <li>設定兩個指標,最初位置分別為兩個已經排序序列的起始位置</li>
- * <li>比較兩個指標所指向的元素,選擇相對小的元素放入到合併空間,並移動指標到下一位置</li>
- * <li>重複步驟3直到某一指標達到序列尾</li>
- * <li>將另一序列剩下的所有元素直接複製到合併序列尾</li>
- * </ul>
- * 演算法參考:<a href="http://www.cnitblog.com/intrl/" mce_href="http://www.cnitblog.com/intrl/">Java部落</a>
- *
- * @param numbers
- */
- publicstaticvoid mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {
- int t = 1;// 每組元素個數
- int size = right - left + 1;
- while (t < size) {
- int s = t;// 本次迴圈每組元素個數
- 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);
- }
- }
- /**
- * 歸併演算法實現
- *
- * @param data
- * @param p
- * @param q
- * @param r
- */
- privatestaticvoid merge(int[] data, int p, int q, int r) {
- int[] B = newint[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];
- }
- }
數字排序演算法通常用來作為演算法入門課程的基本內容,在實際應用(尤其是普通商業軟體)中使用的頻率較低,但是通過排序演算法的實現,可以深入瞭解計算機語言的特點,可以以此作為學習各種程式語言的基礎。
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