数据结构（六）基本排序算法——四种基本排序算法的效率比较

上面我们已经学习的4种基本排序算法：冒泡排序、选择排序、插值排序和希尔排序。

冒泡、选择排序

插值、希尔排序

下面我们通过一个实验案例来进行上述4种排序算法效率的直观比较。
实验内容：创建4个具有相同初始化长度、初始化元素内容和元素顺序的，长度为100000的正整数数组，数组中填充的全部都是取值范围在[0, 100000]之间的随机正整数，并且为了消除数据之间差异导致排序效果上带来的影响，我们选择首先创建一个这样的数组，并将这个数组复制4份，分别交给对应的排序算法进行排序，同时使用时间戳的方式，记录每一种排序算法的运行时间。

实验代码：

import java.util.Arrays;

public class TestSpeed {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		BubbleSort bs = new BubbleSort();
		SelectionSort ss1 = new SelectionSort();
		InsertionSort is = new InsertionSort();
		ShellSort ss2 = new ShellSort();
		
		System.out.println("创建一个100000整数级随机数数组，分别进行排序，比较4种基本排序算法用时");
		
		long start = 0;
		long end = 0;
		
		int[] originArray = new int[100000];  //创建一个原始数组
		//填充随机数组
		for(int i = 0; i < originArray.length; i++) {
			originArray[i] = (int)(Math.random() * 100000);  //原始数组的每一个元素都是一个取之范围在[0, 99999]之间的随机整数
		}
		
		//为了公平起见，我们将原始数组拷贝4份，分别使用4种排序算法进行排序计算事件，消除因为随机数数组取之不同导致的差异
		int[] array1 = Arrays.copyOf(originArray, originArray.length);
		int[] array2 = Arrays.copyOf(originArray, originArray.length);
		int[] array3 = Arrays.copyOf(originArray, originArray.length);
		int[] array4 = Arrays.copyOf(originArray, originArray.length);
		
		//开始比较
		System.out.println("冒泡排序开始……");
		start = System.currentTimeMillis();
		bs.bubbletSort(array1);
		end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("冒泡排序结束，用时" + (end - start) + "毫秒");
		
		System.out.println("----------");
		
		System.out.println("选择排序开始……");
		start = System.currentTimeMillis();
		ss1.selecttionSort(array2);
		end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("选择排序结束，用时" + (end - start) + "毫秒");
		
		System.out.println("----------");
		
		System.out.println("插值排序开始……");
		start = System.currentTimeMillis();
		is.insertionSort(array3);
		end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("插值排序结束，用时" + (end - start) + "毫秒");
		
		System.out.println("----------");
		
		System.out.println("希尔排序开始……");
		start = System.currentTimeMillis();
		ss2.shellSort(array4);
		end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("希尔排序结束，用时" + (end - start) + "毫秒");
		
	}
	
}

运行结果：

从上述程序运行的结果来看，在这4种基本排序算法中：
1.冒泡排序的效率最低

2.冒泡排序、选择排序和插值排序虽然理论上的时间复杂度都是O(n^2 )，但是选择排序和插值排序的实际表现会更好一些

3.希尔排序的效率远远高于前面的3种排序算法，甚至所用时间和前面的3种算法都不在一个数量级。但是，后面我们还会学到更加强大的4种高级排序算法，他们的运行效率会更加强大。