排序算法--冒泡，选择，插入

1、冒泡排序

　冒泡排序是一种极其简单的排序算法，也是我所学的第一个排序算法。它重复地走访过要排序的元素，依次比较相邻两个元素，如果他们的顺序错误就把他们调换过来，直到没有元素再需要交换，排序完成。这个算法的名字由来是因为越小(或越大)的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

　　冒泡排序算法的运作如下：

比较相邻的元素，如果前一个比后一个大，就把它们两个调换位置。
对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

冒泡排序的代码如下：

import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {
    public static void BubbleSort(int[] arr) {
        int temp;//定义一个临时变量
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++){//冒泡次数
            for(int j=0;j<arr.length-i-1;j++){
                if(arr[j+1]<arr[j]){
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = new int[]{1,6,2,2,5};
        BubbleSort.BubbleSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

上述代码对序列{ 6, 5, 3, 1, 8, 7, 2, 4 }进行冒泡排序的实现过程如下

2、选择排序

选择排序也是一种简单直观的排序算法。它的工作原理很容易理解：初始时在序列中找到最小（大）元素，放到序列的起始位置作为已排序序列；然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

　　注意选择排序与冒泡排序的区别：冒泡排序通过依次交换相邻两个顺序不合法的元素位置，从而将当前最小（大）元素放到合适的位置；而选择排序每遍历一次都记住了当前最小（大）元素的位置，最后仅需一次交换操作即可将其放到合适的位置。

　　选择排序的代码如下：

public class SelectionSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr={1,3,2,45,65,33,12};
        System.out.println("交换之前：");
        for(int num:arr){
            System.out.print(num+" ");
        }        
        //选择排序的优化
        for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {// 做第i趟排序
            int k = i;
            for(int j = k + 1; j < arr.length; j++){// 选最小的记录
                if(arr[j] < arr[k]){ 
                    k = j; //记下目前找到的最小值所在的位置
                }
            }
            //在内层循环结束，也就是找到本轮循环的最小的数以后，再进行交换
            if(i != k){  //交换a[i]和a[k]
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[k];
                arr[k] = temp;
            }    
        }
        System.out.println();
        System.out.println("交换后：");
        for(int num:arr){
            System.out.print(num+" ");
        }
    }

}

　　上述代码对序列{ 8, 5, 2, 6, 9, 3, 1, 4, 0, 7 }进行选择排序的实现过程如右图　

3、插入排序

插入排序是一种简单直观的排序算法。它的工作原理非常类似于我们抓扑克牌

　　对于未排序数据(右手抓到的牌)，在已排序序列(左手已经排好序的手牌)中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

　　插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到O(1)的额外空间的排序），因而在从后向前扫描过程中，需要反复把已排序元素逐步向后挪位，为最新元素提供插入空间。

　　具体算法描述如下：

从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描
如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
将新元素插入到该位置后
重复步骤2~5

　　插入排序的代码如下：

public static void main(String[] args) {
		int[] a = { 90, 34, 5, 7, 71, 2};
		insertSort1(a, a.length);
	}
 
	public static void insertSort1(int a[], int num) {
		for (int i = 1; i < num; i++) {
			int temp=a[i];  //复制为哨兵进行对比
			int j=i-1;
			while(j>=0&&temp<a[j]){
				a[j+1]=a[j]; //如果要对比的数大于当前数则后移一位
				j--;  
			}
			a[j+1]=temp; 
			print(a);
		}
	}
	public static void print(int a[]){
		for (int i = 0; i < a.length; i++) {
			if(i%6==0){
				System.out.println();
			}
			System.out.print(a[i]+"  ");
		}
	}

　上述代码对序列{ 6, 5, 3, 1, 8, 7, 2, 4 }进行插入排序的实现过程如下