简单排序算法

本文深入探讨了冒泡排序、快速排序、插入排序、希尔排序、选择排序等经典排序算法,详细阐述了它们的工作原理、性能特点及应用场景。通过实际代码实现与案例分析,对比了不同排序算法在效率、稳定性和适用范围上的差异,旨在帮助读者理解并选择最适合特定场景的排序方法。

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冒泡排序:

import java.util.Arrays;


public class Bubbling {

	/**
	 * @param args
	 * 冒泡排序:
	 *
         * 假设有 N 个数据需要排序,则从第 0 个数开始,依次比较第 0 和第 1 个数据, 

	 *如果第 0 个大于第 1 个则两者交换,否则什么动作都不做,继续比较第 1 个第 2 

	 *个…,这样依次类推,直至所有数据都“冒泡”到数据顶上。 
	 * 冒泡排序的效率O(N*N),比较 N*N/2,交换 N*N/4; 
	 *
	 */
	
	public int[] result(int[] array){   //int型可以换成是Object,但数组元素必须实现compareto()方法。
		if(array.length==0){
			return array;
		}else{
			int length,temp;
			length = array.length;
			
			for(int i=1;i<length;i++){
				for(int a=0;a<length-i;a++){
					if(array[a]>array[a+1]){
						temp =array[a];
						array[a]=array[a+1];
						array[a+1]=temp;
					}
				}
			}
			
			
		}
		
		return array;
	}
	public static void main(String[] args) {
		int[] a =new int[5];
		a[0]=1;
		a[1]=5;
		a[2]=3;
		a[3]=0;
		a[4]=6;
		Bubbling bubbling = new Bubbling();
		a=bubbling.result(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
	}

快速排序:

public class QuickSort 
{

	/**
	 * @them 快速排序
	 * 对冒泡排序的改进:首先选一个轴值,将待排序的数据分为两个独立的两部分,左侧小于轴值,右侧大于轴值
	 * 然后分别对这两部分重复上述部分,直到整个序列有序。
	 */
	public static void main(String[] args) 
	{
		quicksort qs = new quicksort();
		int data[] = {44,22,2,32,54,22,88,77,99,11};
		qs.data = data;
		qs.sort(0, qs.data.length-1);
		qs.display();
	}

}


class quicksort
{
	public int data[];
	
	private int partition(int sortArray[],int low,int hight)//划分
	{
		int key = sortArray[low];
		
		while(low<hight)
		{
			while(low<hight && sortArray[hight]>=key)
				hight--;
			sortArray[low] = sortArray[hight];
			
			while(low<hight && sortArray[low]<=key)
				low++;
			sortArray[hight] = sortArray[low];
		}
		sortArray[low] = key;
		return low;
	}
	
	public void sort(int low,int hight)
	{
		if(low<hight)
		{
			int result = partition(data,low,hight);//把整体分成独立的两部分,返回轴值位置
			sort(low,result-1);//左侧重复
			sort(result+1,hight);//右侧重复
		}
		
	}
	
	public void display()
	{
		for(int i=0;i<data.length;i++)
		{
			System.out.print(data[i]);
			System.out.print(" ");
		}
	}
}



插入排序:

import java.util.Arrays;


public class InsertionSort {

	/**
	 * @param args
	 * @author mayi
	 * 
	 * 插入排序      是在部分数据有序的情况下,使用 OUT 标记第一个无序的数据,将 

		其提取保存到一个中间变量 temp 中去,使用 IN 标记空位置,依次比较 temp 中 

		的值与 IN‐1 的值,如果 IN‐值大于 temp 的值,则后移,直到遇到第一个比temp 

		小的值,在其下一个位置插入; 
		
		
		插入排序的效率:O  (N*N), 比较 N*N/4,复制 N*N/4;插入排序在随机数的 

		情况下,比冒泡快一倍,比选择稍快;在基本有序的数组中,插入排序几乎只需 

		要 O   (N);在逆序情况下,并不比冒泡快;
	 * 
	 * 
	 */
	public int[] getResult(int[] objects){
		int temp,in,out;
		for(out=1;out<objects.length;out++){
			temp =objects[out];
			in =out;
			while(in>0&&objects[in-1]>temp){
				objects[in]=objects[in-1];
				--in;
			}
			objects[in]=temp;
		}
		return objects;
	}
	public static void main(String[] args) {
		int[] a={1,3,2,4,0};
		InsertionSort insertionSort =new InsertionSort();
		a=insertionSort.getResult(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
		
	}

}


希尔排序:

import java.util.Arrays;


public class Shell_Sort {

	/*
	 * @them 希尔排序
	 * 是对插入排序的改进,先将整个分成若干个,再在若干个里分别进行插入排序,然后再整体进行一次插入排序。
	 * 时间复杂度:O(NlogN)~O(N*N)
	 */
	
	public int[] shellSort(int[] theArray)   
    {   
        int inner=0,outer=0;
        int nElems=theArray.length;
        long temp=0;   
        int h=1;                    //find initial value of h   
        while(h<=nElems/3)          //1,4,13,40,121,...   
            h=h*3+1;   				
        
        while(h>0)   
        {   
        	//当间隔h>1时,进行小部分插入排序;当间隔h=1时,进行整体插入排序
        for(outer=h;outer<nElems;outer++)   
            {   
                temp=theArray[outer];   
                inner=outer;       
              while(inner>h-1&&theArray[inner-h]>=temp)   
                {   
                theArray[inner]=theArray[inner-h];   
                inner-=h;   
                }   
            theArray[inner]=(int) temp;   
             }   
            h=(h-1)/3;  // 间隔从大减小,一直减小到1,此时因为间隔为1,就相当于是做整体的插入排序
         }
        
		return theArray;   
     }   
       
  

	public static void main(String[] args) {
		int[] a={1,4,2,7,3,12,44,21,55,32,11};
		Shell_Sort g=new Shell_Sort();
		a=g.shellSort(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
		
	}

}


选择排序:

import java.util.Arrays;


public  class SelectSort {

	/**
	 * @param args
	 * @author mayi
	 * @them  选择排序
	 * 假设有 N 条数据,则暂且标记第 0 个数据为 MIN(最小),使用 OUT 标记最左 

		边未排序的数据,然后使用 IN 标记第 1 个数据,依次与 MIN 进行比较,如果比 

		MIN 小,则将该数据标记为 MIN,当第一轮比较完后,最终的 MIN 与 OUT 标记 

		数据交换,依次类推;
		
		选择排序的效率:O(N*N),比较 N*N/2,交换<N ;选择排序与冒泡排序比 

		较,比较次数没有明显改变,但交换次数明显减少了很多; 
	 */
	public int[] getResult(int[] objects){
		int in,out,min,temp;
		
		//如果数组为null,直接返回
		if(objects==null||objects.length==0){
			return objects;
		}
		
		
		for(out=0;out<objects.length-1;out++){
			min =out;
			//寻找最小值
			for(in=out+1;in<objects.length;in++){
				if(objects[min]>objects[in]){
					min = in;
				}
			}
			
			//与out交换位置
			temp =objects[out];
			objects[out]=objects[min];
			objects[min]=temp;
			
		}
		return objects;
	}
	public static void main(String[] args) {
		SelectSort ss = new SelectSort();
		int[] a ={2,5,4,1};
		a=ss.getResult(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
	}

}


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