盤點常用Java排序演算法
本文主要介紹Java的七種常見排序演算法的實現，對選擇排序、插入排序、氣泡排序、歸併排序、快速排序、希爾排序、最小堆排序進行原理分析與例項介紹，下面一起來看一下吧：
一、選擇排序(SelectSort)
基本原理：對於給定的一組記錄，經過第一輪比較後得到最小的記錄，然後將該記錄與第一個記錄的位置進行交換；接著對不包括第一個記錄以外的其他記錄進行第二次比較，得到最小的記錄並與第二個記錄進行位置交換；重複該過程，直到進行比較的記錄只有一個為止。
public class SelectSort {
public static void selectSort(int[] array) {
int i;
int j;
int temp;
int flag;
for (i = 0; i < array.length; i++) {
temp = array[i];
flag = i;
for (j = i + 1; j < array.length; j++) {
if (array[j] < temp) {
temp = array[j];
flag = j;
}
}
if (flag != i) {
array[flag] = array[i];
array[i] = temp;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] a = { 5, 1, 9, 6, 7, 2, 8, 4, 3 };
selectSort(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
}
}
二、插入排序(InsertSort)
基本原理：對於給定的一組資料，初始時假設第一個記錄自成一個有序序列，其餘記錄為無序序列。接著從第二個記錄開始，按照記錄的大小依次將當前處理的記錄插入到其之前的有序序列中，直至最後一個記錄插入到有序序列中為止。
public class InsertSort {
public static void insertSort(int[] a) {
if (a != null) {
for (int i = 1; i < a.length; i++) {
int temp = a[i];
int j = i;
if (a[j - 1] > temp) {
while (j >= 1 && a[j - 1] > temp) {
a[j] = a[j - 1];
j--;
}
}
a[j] = temp;
}
}
}
int[] a = { 5, 1, 7, 2, 8, 4, 3, 9, 6 };
// int[] a =null;
insertSort(a);
}
}
}
三、氣泡排序(BubbleSort)
基本原理：對於給定的n個記錄，從第一個記錄開始依次對相鄰的兩個記錄進行比較，當前面的記錄大於後面的記錄時，交換位置，進行一輪比較和換位後，n個記錄中的最大記錄將位於第n位；然後對前(n-1)個記錄進行第二輪比較；重複該過程直到進行比較的記錄只剩下一個為止。
public class BubbleSort {
public static void bubbleSort(int array[]) {
int temp = 0;
int n = array.length;
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (array[j] > array[j + 1]) {
array[j] = array[j + 1];
array[j + 1] = temp;
}
}
}
}
int a[] = { 45, 1, 21, 17, 69, 99, 32 };
bubbleSort(a);
}
}
}
四、歸併排序(MergeSort)
基本原理：利用遞迴與分治技術將資料序列劃分成為越來越小的半子表，再對半子表排序，最後再用遞迴方法將排好序的半子表合併成為越來越大的有序序列。對於給定的一組記錄(假設共有n個記錄)，首先將每兩個相鄰的長度為1的子序列進行歸併，得到n/2(向上取整)個長度為2或1的有序子序列，再將其兩兩歸併，反覆執行此過程，直到得到一個有序序列。
public class MergeSort {
public static void merge(int array[], int p, int q, int r) {
int i, j, k, n1, n2;
n1 = q - p + 1;
n2 = r - q;
int[] L = new int[n1];
int[] R = new int[n2];
for (i = 0, k = p; i < n1; i++, k++)
L[i] = array[k];
for (i = 0, k = q + 1; i < n2; i++, k++)
R[i] = array[k];
for (k = p, i = 0, j = 0; i < n1 && j < n2; k++) {
if (L[i] > R[j]) {
array[k] = L[i];
i++;
} else {
array[k] = R[j];
j++;
}
}
if (i < n1) {
for (j = i; j < n1; j++, k++)
array[k] = L[j];
}
if (j < n2) {
for (i = j; i < n2; i++, k++) {
array[k] = R[i];
}
}
}
public static void mergeSort(int array[], int p, int r) {
if (p < r) {
int q = (p + r) / 2;
mergeSort(array, p, q);
mergeSort(array, q + 1, r);
merge(array, p, q, r);
}
}
int a[] = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
mergeSort(a, 0, a.length - 1);
for (int j = 0; j < a.length; j++) {
System.out.print(a[j] + " ");
}
}
}
五、快速排序(QuickSort)
基本原理：對於一組給定的記錄，通過一趟排序後，將原序列分為兩部分，其中前一部分的所有記錄均比後一部分的所有記錄小，然後再依次對前後兩部分的記錄進行快速排序，遞迴該過程，直到序列中的所有記錄均有序為止。
public class QuickSort {
public static void sort(int array[], int low, int high) {
int i, j;
int index;
if (low >= high)
return;
i = low;
j = high;
index = array[i];
while (i < j) {
while (i < j && index <= array[j])
j--;
if (i < j)
array[i++] = array[j];
while (i < j && index > array[i])
i++;
if (i < j)
array[j--] = array[i];
}
array[i] = index;
sort(array, low, i - 1);
sort(array, i + 1, high);
}
public static void quickSort(int array[]) {
sort(array, 0, array.length - 1);
}
int a[] = { 5, 8, 4, 6, 7, 1, 3, 9, 2 };
quickSort(a);
}
}
}
六、希爾排序(ShellSort)
基本原理：先將待排序的陣列元素分成多個子序列，使得每個子序列的元素個數相對減少，然後對各個子序列分別進行直接插入排序，待整個待排序序列"基本有序後"，最後再對所有元素進行一次直接插入排序。
public class ShellSort {
public static void shellSort(int[] a) {
int len = a.length;
int i, j;
int h;
int temp;
for (h = len / 2; h > 0; h = h / 2) {
for (i = h; i < len; i++) {
temp = a[i];
for (j = i - h; j >= 0; j -= h) {
if (temp < a[j]) {
a[j + h] = a[j];
} else
break;
}
a[j + h] = temp;
}
}
}
int a[] = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
shellSort(a);
}
}
}
七、最小堆排序(MinHeapSort)
基本原理：對於給定的n個記錄，初始時把這些記錄看作一顆順序儲存的二叉樹，然後將其調整為一個小頂堆，然後將堆的最後一個元素與堆頂元素進行交換後，堆的最後一個元素即為最小記錄；接著講前(n-1)個元素重新調整為一個小頂堆，再將堆頂元素與當前堆的最後一個元素進行交換後得到次小的記錄，重複該過程直到調整的堆中只剩一個元素時為止，該元素即為最大記錄，此時可得到一個有序序列。
public class MinHeapSort {
public static void adjustMinHeap(int[] a, int pos, int len) {
int temp;
int child;
for (temp = a[pos]; 2 * pos + 1 <= len; pos = child) {
child = 2 * pos + 1;
if (child < len && a[child] > a[child + 1])
child++;
if (a[child] < temp)
a[pos] = a[child];
else
break;
}
a[pos] = temp;
}
public static void myMinHeapSort(int[] array) {
int i;
int len = array.length;
for (i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) {
adjustMinHeap(array, i, len - 1);
}
for (i = len - 1; i >= 0; i--) {
int tmp = array[0];
array[0] = array[i];
array[i] = tmp;
adjustMinHeap(array, 0, i - 1);
}
}
int[] a = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
myMinHeapSort(a);
}
}
}
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