Java之常見的幾種排序演算法-插入、選擇、冒泡、快排、堆排等

Java面試寶典系列之基礎排序演算法

作者：egg

本文就是介紹一些常見的排序演算法。排序是一個非常常見的應用場景，很多時候，我們需要根據自己需要排序的資料型別，來自定義排序演算法，但是，在這裡，我們只介紹這些基礎排序演算法，包括：插入排序、選擇排序、氣泡排序、快速排序（重點）、堆排序、歸併排序等等。看下圖：

給定陣列：int data[] = {9,2,7,19,100,97,63,208,55,78}

一、直接插入排序(內部排序、O(n2)、穩定)

原理：從待排序的數中選出一個來，插入到前面的合適位置。

package com.xtfggef.algo.sort;
publicclass InsertSort {
staticint data[] = { 9, 2, 7, 19, 100, 97, 63, 208, 55, 78 };
publicstaticvoid insertSort() {
int tmp, j = 0;
for (int k = 0; k < data.length; k++) {//-----1-----
tmp = data[k];
j = k - 1

;
while (j >= 0 && tmp < data[j]) {//-----2-----
data[j + 1] = data[j];
j--;
}
data[j + 1] = tmp;//------3-------
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
print();
System.out.println();
insertSort();
System.out.println();
print();
}
staticvoid print() {
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
System.out.print(data[i] + " ");
}
}
}

我簡單的講解一下過程：思路上從待排序的資料中選出一個，插入到前面合適的位置，耗時點在插入方面，合適的位置意味著我們需要進行比較找出哪是合適的位置，舉個例子：對於9,2,7,19,100,97,63,208,55,78這組數，第一個數9前面沒有，不做操作，當第一個數完後，剩下的數就是待排序的數，我們將要從除去9開始的書中選出一個插入到前面合適的位置，拿到2後，放在tmp上，進行註釋中的2處的程式碼，2處的程式碼就是通過迴圈找出這個合適的位置，發現比tmp大的數，立即將該數向後移動一位（這樣做的目的是：前面需要空出一位來進行插入），最後通過註釋3處的程式碼將數插入。

本排序適合：基本有序的資料

二、選擇排序（O(n2)、不穩定）
與直接插入排序正好相反，選擇排序是從待排序的數中選出最小的放在已經排好的後面，這個演算法選數耗時。

package com.xtfggef.algo.sort;
publicclass SelectSort {
staticint data[] = { 9, 2, 7, 19, 100, 97, 63, 208, 55, 78 };
publicstaticvoid selectSort() {
int i, j, k, tmp = 0;
for (i = 0; i < data.length - 1; i++) {
k = i;
for (j = i + 1; j < data.length; j++)
if (data[j] < data[k])
k = j;
if (k != i) {
tmp = data[i];
data[i] = data[k];
data[k] = tmp;
}
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
print();
System.out.println();
selectSort();
System.out.println();
print();
}
staticvoid print() {
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
System.out.print(data[i] + " ");
}
}
}

通過迴圈，找出最小的數的下標，賦值於k，即k永遠保持待排序資料中最小的數的下標，最後和當前位置i互換資料即可。

三、快速排序（O(nlogn)、不穩定）

快速排序簡稱快排，是一種比較快的排序，適合基本無序的資料，為什麼這麼說呢？下面我說下快排的思路：

設定兩個指標：i和j，分別指向第一個和最後一個，i像後移動，j向前移動，選第一個數為標準（一般這樣做，當然快排的關鍵就是這個“標準”的選取），從後面開始，找到第一個比標準小的數，互換位置，然後再從前面，找到第一個比標準大的數，互換位置，第一趟的結果就是標準左邊的都小於標準，右邊的都大於標準（但不一定有序），分成兩撥後，繼續遞迴的使用上述方法，最終有序！程式碼如下：

package com.xtfggef.algo.sort;
publicclass QuickSortTest {
staticclass QuickSort {
publicint data[];
privateint partition(int array[], int low, int high) {
int key = array[low];
while (low < high) {
while (low < high && array[high] >= key)
high--;
array[low] = array[high];
while (low < high && array[low] <= key)
low++;
array[high] = array[low];
}
array[low] = key;
return low;
}
publicint[] sort(int low, int high) {
if (low < high) {
int result = partition(data, low, high);
sort(low, result - 1);
sort(result + 1, high);
}
return data;
}
}
staticvoid print(int data[]) {
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
System.out.print(data[i] + " ");
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
int data[] = {

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