Java三大经典算法:冒泡排序、选择排序、插入排序

一、冒泡排序(BubbleSort)

冒泡排序的原理:比较两个相邻的元素,将值大的元素交换至右端。

冒泡排序的基本思路:依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。

第一趟比较完成后,最后一个数一定是数组中最大的一个数,所以第二趟比较的时候最后一个数不参与比较;

第二趟比较完成后,倒数第二个数也一定是数组中第二大的数,所以第三趟比较的时候最后两个数不参与比较;

依次类推,每一趟比较次数-1;

……

图解分析:

Java代码实现:
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
            for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++) {    //内层冒泡选择较大的值
                if(arr[j+1]<arr[j]) {    //判断后面的数是否比前面的数小,如果小,往前移动
                    int  temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                }
            }
        }
    }


二、选择排序(SelectSort)

选择排序的原理:每一趟从待排序的记录中选出最小的元素,顺序放在已排好序的序列最后,直到全部记录排序完毕。也就是:每一趟在n-i+1(i=12…n-1)个记录中选取关键字最小的记录作为有序序列中第i个记录。基于此思想的算法主要有简单选择排序、树型选择排序和堆排序。(这里只介绍常用的简单选择排序)

 

简单选择排序的基本思想:给定数组:int[] arr={里面n个数据};第1趟排序,在待排序数据arr[1]~arr[n]中选出最小的数据,将它与arrr[1]交换;第2趟,在待排序数据arr[2]~arr[n]中选出最小的数据,将它与r[2]交换;以此类推,第i趟在待排序数据arr[i]~arr[n]中选出最小的数据,将它与r[i]交换,直到全部排序完成。

图解分析:

Java代码实现:

    public static void selectSort(int[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
            int k=i;    //假设arr[0]为最小值
            for(int j=k+1;j<arr.length;j++) {        //内层选择当前序列最小值
                if(arr[j]<arr[k])    {    //判断后面的数是否比前面的数小,如果小,k下标标志刷新
                    k=j;
                }
            }
            if(i!=k) {    //如果当前的值下标非i为k,则进行进行交换下标为i与k的值(当前处于外层循环)
                int temp=arr[i];
                arr[i]=arr[k];
                arr[k]=temp;
            }
        }
    }
}

 

三、插入排序(InsertSort)

直接插入排序的原理:对于给定的一个数组,初始时假设第一个记录自成一个有序序列,其余记录为无序序列。接着从第二个记录开始,按照记录的大小依次将当前处理的记录插入到其之前的有序序列中,直至最后一个记录插入到有序序列中为止。

 图解分析:

Java代码实现:

    public static void insertSort(int[] arr) {
        for(int i=1;i<arr.length;i++) {    //外层循环,从arr[1]开始
            for(int j=i;j>0;j--) {    //内层循环
                if(arr[j]<arr[j-1]) {    //后面无序数依次比较已成序的数值,如果小,则交换顺序
                    int temp=arr[j-1];
                    arr[j-1]=arr[j];
                    arr[j]=temp;
                }
            }
        }
    }

 

最后我把三大排序算法写入一个Sort类中:

public class Sort {

 //冒泡排序方法 
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
            for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++) {    //内层冒泡选择较大的值
                if(arr[j+1]<arr[j]) {    //判断后面的数是否比前面的数小,如果小,往前移动
                    int  temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                }
            }
        }
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i+" ");
        }
    }

    //选择排序方法
    public static void selectSort(int[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {    //外层循环
            int k=i;    //假设arr[0]为最小值
            for(int j=k+1;j<arr.length;j++) {        //内层选择当前序列最小值
                if(arr[j]<arr[k])    {    //判断后面的数是否比前面的数小,如果小,k下标标志刷新
                    k=j;
                }
            }
            if(i!=k) {    //如果当前的值下标非i为k,则进行进行交换下标为i与k的值(当前处于外层循环)
                int temp=arr[i];
                arr[i]=arr[k];
                arr[k]=temp;
            }
        }
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i+" ");
        }
    }

 //插入排序方法 
    public static void insertSort(int[] arr) {
        for(int i=1;i<arr.length;i++) {    //外层循环,从arr[1]开始
            for(int j=i;j>0;j--) {    //内层循环
                if(arr[j]<arr[j-1]) {    //后面无序数依次比较已成序的数值,如果小,则交换顺序
                    int temp=arr[j-1];
                    arr[j-1]=arr[j];
                    arr[j]=temp;
                }
            }
        }
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i+" ");
        }
    }
}

 

接下来,书写一个Test类:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr=new int[] {9,6,11,4,3,1,7};    //此数组可自行更改
        System.out.println("原数组为:");
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i+" ");
        }
        System.out.println("\n使用冒泡排序的结果为:");
        Sort.bubbleSort(arr);        //调用Sort类的bubbleSort()方法
        System.out.println("\n使用选择排序的结果为:");
        Sort.selectSort(arr);        //调用Sort类的selectSort()方法
        System.out.println("\n使用插入排序的结果为:");
        Sort.insertSort(arr);        //调用Sort类的insertSort()方法
    }
}

测试结果:

原数组为:
9 6 11 4 3 1 7
使用冒泡排序的结果为:
1 3 4 6 7 9 11
使用选择排序的结果为:
1 3 4 6 7 9 11
使用插入排序的结果为:
1 3 4 6 7 9 11

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