一.选择排序
public class Selection {
public static void sort(int[] a) {
//将a[]按升序排列
int N=a.length;
for(int i=0;i<N;i++) {
int min=i; //最小值对应索引
for(int j=i+1;j<N;j++) {
if(a[j]<a[min])
min = j;
}
exch(a,i,min);
}
}
//交换
private static void exch(int[] a,int i,int j) {
int t = a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
//测试用例
public static void main(String[] args) {
int[] arr= {9,8,7,6,5,4,3,2,1};
sort(arr);
for(int i=0;i<arr.length;i++) {
System.out.print(arr[i]);
}
}
}二.插入排序及其一种改进（无需交换）
public class Insertion{
//交换 每次循环都访问数组2次
public static void exchSort(int[] a) {
int N=a.length;
for(int i=1;i<N;i++) {
for(int j=i;j > 0 && a[j]<a[j-1];j--) {
exch(a,j,j-1);
}
}
}
//不需交换 每次循环都访问数组1次
public static void noexchSort(int[] a) {
int N = a.length;
for(int i=1;i<N;i++) {
int t=a[i];
int j;
for(j=i-1;j>=0 && t<a[j];j--) {
a[j+1] = a[j];//较大的元素右移
}
a[j+1] = t; //插入i位置的值
}
}
//交换
private static void exch(int[] a,int i,int j) {
int t = a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr1= {9,8,7,6,5,4,3,2,1};
int[] arr2= {9,8,7,6,5,4,3,2,1};
//运行时间7824nm
long startTime = System.nanoTime();
//测试使用交换的插入排序
exchSort(arr1);
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("exchSort程序运行时间： "+(endTime-startTime));
//运行时间4969nm
long startTime2 = System.nanoTime();
//测试没有使用交换的插入排序
noexchSort(arr2);
long endTime2 = System.nanoTime();
System.out.println("noexchSort程序运行时间： "+(endTime2-startTime2));
}
}
三.希尔排序
public static void shell(int[] a) {
int N=a.length;
int h=1;
while(h<N/2) {
h = 2*h+1;
}
while(h >= 1) {
for(int i=h;i<N;i++) {
for(int j=i;j>=h && a[j]<a[j-h];j -=h)
exch(a,j,j-h);
}
h=h/2;
}
}四.归并排序-自顶向下
import java.util.Arrays;
public class Merge{
public static void main(String []args){
int []arr = {8,4,5,7,1,3,6,2,9};
sort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static void sort(int[] arr) {
int[] temp=new int[arr.length];
sort(arr,0,arr.length-1,temp);
}
private static void sort(int[] arr,int left,int right,int[] temp) {
if(left<right) {
int mid = (left+right)/2;
sort(arr,left,mid,temp); //左边归并排序，使得左子序列有序
sort(arr,mid+1,right,temp); //右边归并排序，使得右子序列有序
merge(arr,left,mid,right,temp); //将两个有序子数组合并
}
}
private static void merge(int[] arr,int left,int mid,int right,int[] temp) {
int i = left; //左序列指针
int j = mid+1; //右序列指针
int t = 0;//临时数组指针
//当左右序列均未到头时
while (i<=mid && j<=right) {
if(arr[i] <= arr[j]){
temp[t++]=arr[i++];
}else {
temp[t++]=arr[j++];
}
}
//右边序列到头,将左边剩余元素填充temp
while(i <= mid) {
temp[t++] = arr[i++];
}
//左边序列到头,将右边剩余元素填充temp
while(j<=right) {
temp[t++] = arr[j++];
}
t=0;
//将temp中的元素全部拷贝到原数组中
while(left <= right) {
arr[left++] = temp[t++];
}
}
}五.归并排序-自底向上
public static void mergeBU(int[] arr) {
int N = arr.length;
int[] temp = new int[arr.length];
//size表示归并子数组的长度 1表示一个个归并 2表示2个数组归并
for(int size=1;size<N;size=2*size) {
for(int left=0;left<N-size;left+=2*size) {
System.out.println(Arrays.toString(temp));
merge(arr, left,
left+size-1,
Math.min(left+size+size-1,N-1),temp);
}
}
}六.快速排序
import java.util.Random;
public class QuickSort {
public static void sort(int[] a) {
sort(a,0,a.length-1);
}
private static void sort(int[] a,int left,int right) {
if(right <= left) {
return;
}
int j = partition(a,left,right);
sort(a,left,j-1);
sort(a,j+1,right);
}
private static int partition(int[] a,int left,int right) {
//随机选取切分点
Random rand = new Random();
int randIndex = rand.nextInt(right-left+1)+left;
exch(a,left,randIndex);
int i = left;
int j = right+1;
int k = a[left];
while(true) {
while(a[++i]<k)
if(i==right)
break;
while(a[--j]>k)
if(j==left)
break;
if(i>=j)
break;
exch(a,i,j);
}
exch(a,left,j);
return j;
}
private static void exch(int[] a,int i,int j) {
int t = a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
}
七.三向切分的快速排序
public class Quick3way {
public static void sort(int[] a) {
sort(a,0,a.length-1);
}
private static void sort(int[] a,int left,int right) {
if(left>=right)
return;
int lt = left,i = left+1,gt = right; //定义三个指针
int v = a[left];
//使得a[left...lt-1]<v=a[lt...gt]<a[gt+1...right]
while(i<=gt) {
if(a[i]<v) {
exch(a,lt++,i++);
}else if(a[i]>v) {
exch(a,i,gt--);
}else {
i++;
}
}
sort(a,left,lt-1);
sort(a,gt+1,right);
}
private static void exch(int[] a,int i,int j) {
int t = a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
}