冒泡排序、选择排序、插入排序

本文介绍了三种常见的排序算法:冒泡排序、选择排序和插入排序,并提供了详细的Java实现代码。每种算法都通过实例展示了其工作原理,是理解排序概念及准备技术面试的良好资源。
package com.wxh.maopao;

import java.util.Arrays;

public class Bubble {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

		int[] arr=new int[10];
		
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			arr[i]=(int) (Math.random()*100);
		}
	
		//sort(arr);
		//bubble(arr);
		insert(arr);
		System.out.println(Arrays.toString(arr));
	}


	//冒泡排序
	private static void bubble(int[] arr) {
		int index;
		for (int j = 0; j < arr.length-1; j++) {
			for (int i = 0; i < arr.length-1-j; i++) {
				if(arr[i]>arr[i+1]){
					index=arr[i];
					arr[i]=arr[i+1];
					arr[i+1]=index;
				}
			}
		}		
	}

	//选择排序
	private static void sort(int[] arr) {
		int index;		
		for(int j=0;j<arr.length-1;j++){
			for (int i = j; i < arr.length-1; i++) {
				if(arr[j]>arr[i+1]){
					index=arr[j];
					arr[j]=arr[i+1];
					arr[i+1]=index;
				}
			}
		}	
	}
	
	//插入排序	

	private static void insert(int[] arr) {
		int index;		
		for(int j=1;j<arr.length;j++){
			for (int i = j; i >0; i--) {
				if(arr[i]>=arr[i-1]){
					break;				
				}else{
					index=arr[i];
					arr[i]=arr[i-1];
					arr[i-1]=index;
				}
			}
		}		
	}	
}


必须掌握的三种排序,面试常考



### 冒泡排序选择排序插入排序的工作原理与区别分析 #### 冒泡排序的工作原理 冒泡排序的基本思想是通过多次遍历数组,比较相邻的两个元素,并在顺序不合法的情况下交换它们的位置。这样,每一轮遍历结束后,最大的元素会“冒泡”到数组的末尾。以升序排列为例,第一趟遍历完成后,最大的元素会被放置在最后一个位置;第二趟遍历则处理前N-1个元素,将次大的元素放在倒数第二个位置,以此类推,直到整个数组有序为止[^3]。 冒泡排序的时间复杂度为O(n²),在最坏情况下需要进行大量的交换操作。然而,如果能够引入一个标志位来检测是否发生过交换,可以在最佳情况下将时间复杂度降低至O(n)(即当输入数组已经有序时)[^2]。 ```python def bubble_sort(arr): n = len(arr) for i in range(n): swapped = False for j in range(0, n-i-1): if arr[j] > arr[j+1]: arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j] swapped = True if not swapped: break ``` #### 选择排序的工作原理 选择排序的核心在于每次遍历过程中找到当前未排序部分中的最小(或最大)元素,并将其放到已排序部分的末尾。它并不会频繁地进行交换操作,而是在每一趟遍历时记录下最小值的位置,仅在最后执行一次交换即可完成该步排序任务。这种方式减少了交换次数,使得其性能在某些特定场景下优于冒泡排序[^1]。 选择排序的时间复杂度同样为O(n²),但由于其简单的实现方式以及较少的数据移动特性,在实际应用中有时也会被采用。 ```python def selection_sort(arr): n = len(arr) for i in range(n): min_idx = i for j in range(i+1, n): if arr[j] < arr[min_idx]: min_idx = j arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i] ``` #### 插入排序的工作原理 插入排序的思想类似于人们整理扑克牌的方式——逐步构建有序序列,每次从无序部分取出一个元素插入到已排序部分的适当位置上。具体来说,对于每一个新加入的元素,都会向前扫描并找到合适的位置插入,同时保持前面的所有元素始终处于有序状态。这种方法对于接近有序的数据表现尤为出色,甚至可以达到线性时间复杂度O(n)[^2]。 插入排序的平均时间复杂度也是O(n²),但它通常比冒泡排序更高效,尤其是在处理小规模或者几乎已排序的数据集时效果更好。 ```python def insertion_sort(arr): for i in range(1, len(arr)): key = arr[i] j = i - 1 while j >= 0 and key < arr[j]: arr[j + 1] = arr[j] j -= 1 arr[j + 1] = key ``` #### 区别分析 - **交换机制**:冒泡排序依赖于连续的两两比较和即时交换;相比之下,选择排序只会在每轮结束时做一次交换;而插入排序则是通过移动元素为空间腾出位置再插入目标值。 - **效率差异**:虽然三者都具有相同的最坏情况下的时间复杂度O(n²),但在实践中,插入排序往往表现出更好的性能,特别是面对近乎有序的数据时优势明显;选择排序因为交换次数最少而适用于那些写操作成本较高的环境;至于冒泡排序,则由于其实现简单但效率相对较低的原因,现在较少被推荐使用[^4]。
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