Java常用的九种排序方法及代码实现

 

1. package com.algorithm.Demo;
3. import java.util.ArrayList;
4. import java.util.Arrays;
5. import java.util.List;
7. public class SortRecoder {
8.     public static void main(String[] args) {
9.         SortRecoder SR = new SortRecoder();
10.         int[] a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,18,23,34,15,35,25,53};
12.         System.out.println(" --1.直接插入排序--");
13.         SR.insertSort(a);
14.         System.out.println(" --2.希尔排序--");
15.         SR.sheelSort(a);
16.         System.out.println(" --3.简单选择排序--");
17.         SR.selectSort(a);
18.         System.out.println(" --4.堆排序--");
19.         SR.heapSort(a);
20.         System.out.println(" --5.冒泡排序--");
21.         SR.bubbleSort(a);
22.         System.out.println(" --6.快速排序--");
23.         SR.FastSort(a,0,a.length-1);
24.         SR.printAll(a);
25.         System.out.println(" --7.归并排序--");
26.         SR.mergingSort(a,0,a.length-1);
27.         SR.printAll(a);
28.         System.out.println(" --8.基数排序--");
29.         SR.radixSort(a);
30.         System.out.println(" --9.类方法排序--");
31.         SR.ArraySort(a);
33.     }
35.     // 打印完整序列
36.     public void printAll(int[] list) {
37.         for (int value : list) {
38.             System.out.print(value+"  ");
39.         }
40.         System.out.println();
41.     }
43.     //1.直接插入排序
44.     //将大于要插入值的数整体后移一个单位 ,将需要插入的小数值向前移一位。
45.     public void insertSort(int[] a){
46.         for(int i=1;i<a.length;i++){
47.             int insertNum=a[i];//要插入的数 38,65,97,76,13,27...
48.             int j=i-1;
49.             //依次比较更换位置
50.             for(;j>=0&&insertNum<a[j];j--){ //将大于要插入值的数整体后移一个单位  ，j减少1。
51.                 a[j+1]=a[j];
52.             }
53.             a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。
54.         }
55.         this.printAll(a);
56.     }
58.     //2.希尔排序（最小增量排序）  --对于直接插入排序问题，数据量巨大时。
59.     //  算法先将要排序的一组数按某个增量d（n/2,n为要排序数的个数）分成若干组，
60.     //  每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序，然后再用一个较小的增量（d/2）对它进行分组，
61.     //  在每组中再进行直接插入排序。当增量减到1时，进行直接插入排序后，排序完成。
62.     public  void sheelSort(int[] a){
63.         int d  = a.length;
64.         while (d!=0) {
65.             d=d/2;
66.             for (int x = 0; x < d; x++) {//分的组数
67.                 for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {//组中的元素，从第二个数开始
68.                     int j = i - d;//j为有序序列最后一位的位数
69.                     int temp = a[i];//要插入的元素 
70.                     for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {
71.                         a[j + d] = a[j];//向后移动d位
72.                     }
73.                     a[j + d] = temp;
74.                 }
75.             }
76.         }
77.         this.printAll(a);
78.     }
80.     //3.简单选择排序    --常用于取序列中最大最小的几个数时。
81.     //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。
82.     public void selectSort(int[] a) {
83.         int length = a.length;
84.         for (int i = 0; i < length; i++) {//循环次数
85.             int key = a[i];
86.             int position=i;
87.             for (int j = i + 1; j < length; j++) {//选出最小的值和位置
88.                 if (a[j] < key) {
89.                     key = a[j];
90.                     position = j;
91.                 }
92.             }
93.             a[position]=a[i];//交换位置
94.             a[i]=key;
95.         }
96.         this.printAll(a);
97.     }
99.     //4.堆排序  --是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。
100.     //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。根节点是最小值
101.     public void heapSort(int[] a){
102.         int arrayLength=a.length;
103.         //循环建堆  
104.         for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){
105.             //建堆  
106.             buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);
107.             //交换堆顶和最后一个元素  
108.             swap(a,0,arrayLength-1-i);
109.            //System.out.println(Arrays.toString(a));
110.         }
111.         this.printAll(a);
112.     }
113.     private void swap(int[] data, int i, int j) {
114.         int tmp=data[i];
115.         data[i]=data[j];
116.         data[j]=tmp;
117.     }
118.     //对data数组从0到lastIndex建大顶堆  
119.     private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
120.         //从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始  
121.         for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
122.             //k保存正在判断的节点  
123.             int k=i;
124.             //如果当前k节点的子节点存在  
125.             while(k*2+1<=lastIndex){
126.                 //k节点的左子节点的索引  
127.                 int biggerIndex=2*k+1;
128.                 //如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在  
129.                 if(biggerIndex<lastIndex){
130.                     //若果右子节点的值较大  
131.                     if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){
132.                         //biggerIndex总是记录较大子节点的索引  
133.                         biggerIndex++;
134.                     }
135.                 }
136.                 //如果k节点的值小于其较大的子节点的值  
137.                 if(data[k]<data[biggerIndex]){
138.                     //交换他们  
139.                     swap(data,k,biggerIndex);
140.                     //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  
141.                     k=biggerIndex;
142.                 }else{
143.                     break;
144.                 }
145.             }
146.         }
147.     }
149.     //5.冒泡排序
150.     //自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整，让较大的数往下沉，较小的往上冒
151.     public void bubbleSort(int[] a){
152.         int temp;
153.         for(int i=0;i<a.length;i++){
154.             for(int j=0;j<a.length-i-1;j++){
155.                 if(a[j]>a[j+1]){
156.                     temp=a[j];
157.                     a[j]=a[j+1];
158.                     a[j+1]=temp;
159.                 }
160.             }
161.         }
162.         this.printAll(a);
163.     }
165.     //6.快速排序   --要求时间最快时。
166.     //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
167.     public void FastSort(int[] a,int low,int high){
168.         int start = low;
169.         int end = high;
170.         int key = a[low];
171.         while(end>start){
172.             //从后往前比较
173.             while(end>start&&a[end]>=key)  //如果没有比关键值小的，比较下一个，直到有比关键值小的交换位置，然后又从前往后比较
174.                 end--;
175.             if(a[end]<=key){
176.                 int temp = a[end];
177.                 a[end] = a[start];
178.                 a[start] = temp;
179.             }
180.             //从前往后比较
181.             while(end>start&&a[start]<=key)//如果没有比关键值大的，比较下一个，直到有比关键值大的交换位置
182.                start++;
183.             if(a[start]>=key){
184.                 int temp = a[start];
185.                 a[start] = a[end];
186.                 a[end] = temp;
187.             }
188.         //此时第一次循环比较结束，关键值的位置已经确定了。左边的值都比关键值小，右边的值都比关键值大，但是两边的顺序还有可能是不一样的，进行下面的递归调用
189.         }
190.         //递归
191.         if(start>low) FastSort(a,low,start-1);//左边序列。第一个索引位置到关键值索引-1
192.         if(end<high) FastSort(a,end+1,high);//右边序列。从关键值索引+1到最后一个
193.     }
195.     //7.归并排序  --速度仅次于快排
196.     //选择相邻两个数组成一个有序序列。 然后再把相邻有序子序列合并为整体有序序列。重复执行，直到全部组成一个有序序列
197.     public void mergingSort(int[] data, int left, int right) {
198.         if(left<right){
199.             //找出中间索引  
200.             int center=(left+right)/2;
201.             //对左边数组进行递归  
202.             mergingSort(data,left,center);
203.             //对右边数组进行递归  
204.             mergingSort(data,center+1,right);
205.             //合并  
206.             merge(data,left,center,right);
207.         }
209.     }
211.     public void merge(int[] data, int left, int center, int right) {
212.         int [] tmpArr=new int[data.length];
213.         int mid=center+1;
214.         //third记录中间数组的索引  
215.         int third=left;
216.         int tmp=left;
217.         while(left<=center&&mid<=right){
218.             //从两个数组中取出最小的放入中间数组  
219.             if(data[left]<=data[mid]){
220.                 tmpArr[third++]=data[left++];
221.             }else{
222.                 tmpArr[third++]=data[mid++];
223.             }
225.         }
227.         //剩余部分依次放入中间数组  
228.         while(mid<=right){
229.             tmpArr[third++]=data[mid++];
230.         }
232.         while(left<=center){
233.             tmpArr[third++]=data[left++];
234.         }
236.         //将中间数组中的内容复制回原数组  
237.         while(tmp<=right){
238.             data[tmp]=tmpArr[tmp++];
239.         }
240.         //System.out.println(Arrays.toString(data));  
241.     }
243.     //8.基数排序   --用于大量数，很长的数进行排序时。
244.     //将所有待比较数值统一为同样的数位长度，数位较短的数前面补零。然后，从最低位开始，依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。
245.     public void radixSort (int[] array) {
246.         //首先确定排序的趟数;     
247.         int max = array[0];
248.         for (int i = 1; i < array.length; i++) {
249.             if (array[i] > max) {
250.                 max = array[i];
251.             }
252.         }
253.         int time = 0;
254.         //判断位数;     
255.         while (max > 0) {
256.             max /= 10;
257.             time++;
258.         }
259.         //建立10个队列;     
260.         List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();
261.         for (int i = 0; i < 10; i++) {
262.             ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
263.             queue.add(queue1);
264.         }
265.         //进行time次分配和收集;     
266.         for (int i = 0; i < time; i++) {
267.             //分配数组元素;     
268.             for (int j = 0; j < array.length; j++) {
269.                 //得到数字的第time+1位数;   
270.                 int x = array[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);
271.                 ArrayList<Integer> queue2 = queue.get(x);
272.                 queue2.add(array[j]);
273.                 queue.set(x, queue2);
274.             }
275.             int count = 0;//元素计数器;     
276.             //收集队列元素;     
277.             for (int k = 0; k < 10; k++) {
278.                 while (queue.get(k).size() > 0) {
279.                     ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);
280.                     array[count] = queue3.get(0);
281.                     queue3.remove(0);
282.                     count++;
283.                 }
284.             }
285.         }
286.         this.printAll(array);
287.     }
289.     //9.类方法降序排列
290.     public void ArraySort(int[] a){
291.         Arrays.sort(a);
292.         //this.printAll(a);
293.         for(int i=0,j=a.length-1;i<j;i++,j--){
294.             int temp=a[i];
295.             a[i]=a[j];
296.             a[j]=temp;
297.         }
298.         this.printAll(a);
299.     }
301. }