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一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

作者: 程序员BUG | 来源:发表于2018-12-19 20:28 被阅读4次

    1.直接插入排序

    经常碰到这样一类排序问题:把新的数据插入到已经排好的数据列中。

    将第一个数和第二个数排序,然后构成一个有序序列

    将第三个数插入进去,构成一个新的有序序列。

    对第四个数、第五个数……直到最后一个数,重复第二步。

    如何写成代码:

    首先设定插入次数,即循环次数,for(int i=1;i<length;i++),1个数的那次不用插入。

    设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。

    从最后一个数开始向前循环,如果插入数小于当前数,就将当前数向后移动一位。

    将当前数放置到空着的位置,即j+1。

    代码实现如下:

    2.希尔排序

    对于直接插入排序问题,数据量巨大时。

    将数的个数设为n,取奇数k=n/2,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。

    再取k=k/2 ,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。

    重复第二步,直到k=1执行简单插入排序。

    如何写成代码:

    首先确定分的组数。

    然后对组中元素进行插入排序。

    然后将length/2,重复1,2步,直到length=0为止。

    代码实现如下:

    3.简单选择排序

    常用于取序列中最大最小的几个数时。

    (如果每次比较都交换,那么就是交换排序;如果每次比较完一个循环再交换,就是简单选择排序。)

    遍历整个序列,将最小的数放在最前面。

    遍历剩下的序列,将最小的数放在最前面。

    重复第二步,直到只剩下一个数。

    如何写成代码:

    首先确定循环次数,并且记住当前数字和当前位置。

    将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比,小数赋值给key,并记住小数的位置。

    比对完成后,将最小的值与第一个数的值交换。

    重复2、3步。

    代码实现如下:

    4.堆排序

    对简单选择排序的优化。

    将序列构建成大顶堆。

    将根节点与最后一个节点交换,然后断开最后一个节点。

    重复第一、二步,直到所有节点断开。

    代码实现如下:

    public  void heapSort(int[] a){

           System.out.println("开始排序");

           int arrayLength=a.length;

           //循环建堆  

           for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){

               //建堆  

               buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);

               //交换堆顶和最后一个元素  

               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;

       }

       //对data数组从0到lastIndex建大顶堆  

       private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {

           // TODO Auto-generated method stub  

           //从lastIndex处节点(最后一个节点)的父节点开始  

           for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){

               //k保存正在判断的节点  

               int k=i;

               //如果当前k节点的子节点存在  

               while(k*2+1<=lastIndex){

                   //k节点的左子节点的索引  

                   int biggerIndex=2*k+1;

                   //如果biggerIndex小于lastIndex,即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在  

                   if(biggerIndex<lastIndex){

                       //若果右子节点的值较大  

                       if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){

                           //biggerIndex总是记录较大子节点的索引  

                           biggerIndex++;

                       }

                   }

                   //如果k节点的值小于其较大的子节点的值  

                   if(data[k]<data[biggerIndex]){

                       //交换他们  

                       swap(data,k,biggerIndex);

                       //将biggerIndex赋予k,开始while循环的下一次循环,重新保证k节点的值大于其左右子节点的值  

                       k=biggerIndex;

                   }else{

                       break;

                   }

               }

           }

       }

    5.冒泡排序

    一般不用。

    将序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

    将剩余序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

    重复第二步,直到只剩下一个数。

    如何写成代码:

    设置循环次数。

    设置开始比较的位数,和结束的位数。

    两两比较,将最小的放到前面去。

    重复2、3步,直到循环次数完毕。

    代码实现如下:

    6.快速排序

    要求时间最快时。

    选择第一个数为p,小于p的数放在左边,大于p的数放在右边。

    递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行,直到不能递归。

    代码实现如下:

    7.归并排序

    速度仅次于快排,内存少的时候使用,可以进行并行计算的时候使用。

    选择相邻两个数组成一个有序序列。

    选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

    重复第二步,直到全部组成一个有序序列。

    代码实现如下:

    public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {  

       int t = 1;// 每组元素个数  

       int size = right - left + 1;  

       while (t < size) {  

           int s = t;// 本次循环每组元素个数  

           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);  

       }  

    }  

    private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {  

       int[] B = new int[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];  

    }

    8.基数排序

    用于大量数,很长的数进行排序时。

    将所有的数的个位数取出,按照个位数进行排序,构成一个序列。

    将新构成的所有的数的十位数取出,按照十位数进行排序,构成一个序列。

    代码实现如下:

    public void sort(int[] array) {

           //首先确定排序的趟数;    

           int max = array[0];

           for (int i = 1; i < array.length; i++) {

               if (array[i] > max) {

                   max = array[i];

               }

           }

           int time = 0;

           //判断位数;    

           while (max > 0) {

               max /= 10;

               time++;

           }

           //建立10个队列;    

           List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();

           for (int i = 0; i < 10; i++) {

               ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();

               queue.add(queue1);

           }

           //进行time次分配和收集;    

           for (int i = 0; i < time; i++) {

               //分配数组元素;    

               for (int j = 0; j < array.length; j++) {

                   //得到数字的第time+1位数;  

                   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;//元素计数器;    

               //收集队列元素;    

               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++;

                   }

               }

           }

    扩展阅读

    算法入门篇:简单的排序算法

    程序员如何快速准备面试中的算法

    写完这个排序算法,为什么面试官让我滚?

    来源:https://www.jianshu.com/p/5e171281a387

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