O(n^2)的排序算法--希尔,插排,选排,冒泡

选择排序法

public class SelectionSort{


    private SelectionSort(){}

    public static void sort(Comparable[] arr){
        int n = arr.length;

        for(int i = 0 ;i < n; i++){
            int minIndex = i;

            for(int j = i+1 ; j < n; j++){
                if(arr[minIndex].compareTo(arr[j])>0){
                    minIndex = j;//只是为了得出数组中最小值的索引
                }
            }
              //交换值
            swap(arr,minIndex,j);
        }
    }
    //交换
    private static void swap(Object[] arr,int index1,int index2){
        Object o = arr[index1];
        arr[index1] = arr[index2];
        arr[index2] = o;
    }
}

冒泡排序

写法1

public class BubbleSort {

    private BubbleSort(){}

    public static void sort(Comparable[] arr){

        int n = arr.length;
        boolean swapped = false;

        do{
            swapped = false;
            for( int i = 1 ; i < n ; i ++ )
                if( arr[i-1].compareTo(arr[i]) > 0 ){
                    swap( arr , i-1 , i );
                    swapped = true;
                }

            // 优化, 每一趟Bubble Sort都将最大的元素放在了最后的位置
            // 所以下一次排序, 最后的元素可以不再考虑
            n --;
        }while(swapped);
    }

    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
        Object t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
    }
}

改进写法

public class BubbleSort2 {


    private BubbleSort2(){}

    public static void sort(Comparable[] arr){

        int n = arr.length;
        int newn; // 使用newn进行优化

        do{
            newn = 0;
            for( int i = 1 ; i < n ; i ++ )
                if( arr[i-1].compareTo(arr[i]) > 0 ){
                    swap( arr , i-1 , i );

                    // 记录最后一次的交换位置,在此之后的元素在下一轮扫描中均不考虑
                    newn = i;
                }
            n = newn;
        }while(newn > 0);
    }

    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
        Object t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
    }
}

插入排序法 Insertion Sort

public class InsertionSort{
    private InsertionSort(){}

    public static void sort(Comparable[] arr){
        int n = arr.length;
        for(int i = 0; i < n ; i++){

            //写法 1,易懂,但是不简洁,可以改进
            /*
            for(int j = i;j > 0 ; j--){
                if(arr[j].compareTo(arr[j-1]) < 0 ){
                    swap(arr,j,j-1);
                }else{
                    break;
                }
            }
            */

            //写法2 ,只是在1的基础上改进了写法,但是没有优化算法
            /*
            for(int j = i; j > 0 && arr[j].compareTo(arr[j-1])<0;j--){
                swap(arr,j,j-1);
            }
            */

            //写法3,上面的写法,交换swap次数太多,所以会消耗太多性能,改进
            Comparable comparable = arr[i];
            int j = i;
            for(;j > 0 && arr[j-1].compareTo(comparable)>0 ;j--){
                arr[j] = arr[j-1];
            }
            arr[j] = comparable;//甚至可以不用写swap
        }
    }

    private static void swap(Object[] arr,int index1, int index2){
        Object object = arr[index1];
        arr[index1] = arr[index2];
        arr[index2] = object;
    }

}

希尔排序 ShellSort

  • 希尔排序就是在InsertionSort改进而来的。只是设置了交换步长,当步长逐渐缩小唯一的时候,就InsertionSort,只是此时,该数列基本有序,此时插入排序的性能十分优异。
  • 时间复杂度O(n^1.5)
public class ShellSort{
    private ShellSort() {
    }

    public static void sort(Comparable[] arr){
        int n = arr.lenght;
        //设置变化步长
        // 计算 increment sequence: 1, 4, 13, 40, 121, 364, 1093...

        int h = 1;
        while(h < n/3) h = h*3+1while(h >= 1){
            for(int i = h ; i < n ; i++){
                Comparable comparable = arr[i];

                int j = i;
                for(;j>=h && comparable.compareTo(arr[j-h])<0;j -= h){
                     arr[j] = arr[j - h];
                }
                arr[j] = comparable;
            }
            h /= 3;
        }
    }
}

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