十大排序算法（附动态图解）- Java版

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已于 2022-08-03 11:27:08 修改 · 1.7k 阅读

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#java #算法 #排序算法

于 2022-03-28 16:01:41 首次发布

十大排序算法性能对比

稳定性：例如[a,b]，a和b是相等的，当排完序后a和b的位置互换了就说明不稳定，没有互换就说明稳定。

前言

算法都有优劣，了解算法的性能才能在实践中选择更好的算法，所以了解算法性能十分的必要。

在性能上对比归并排序、快速排序、堆排序是相对来说比较好的排序算法，可以重点理解下这些算法；希尔排序相对于以上三个并不是最好，但也可以重点学习理解，面试过程中考察点突发奇想，冒泡选择插入也说不定会考察。

扩展

在JDK中Array.sort()排序方法中，在数组长度小于286时，使用的是快速排序，而在数组长度小于47时使用的是插入排序。在JDK8中还有一点就是，在数组长度小于286大于47，并且数组具有一定结构，则使用归并排序。

一、选择排序

算法描述：

1、将第一位当成最小值，记录值和下标，用最小值向右进行逐个比较，查找是否有更小的，有则更新最小的值和下标。

2、判断最小值下标是否变动，变动则交换位置，将新的最小值位置赋值为旧的最小值，旧的赋值为新的最小值。

静态图解
在这里插入图片描述
动图图解

在这里插入图片描述

代码部分

/**
* 选择排序：
*  外层循环的作用：
*      选择排序执行的次数
*  内层循环的作用：
*      将第一位当成最小值，记录值和下标，用最小值向右进行逐个比较，查找是否有更小的，有则更新最小的值和下标。
*  判断语句的作用：
*      判断最小值下标是否变动，变动则交换位置，将新的最小值位置赋值为旧的最小值，旧的赋值为新的最小值。
*/
@Test
public void Test() {
   
   
    int[] arr = new int[]{
   
   -12, -55, -23, 43, 24, 34, 12};
    SelectSortFun(arr);
    Arrays.stream(arr).forEach(i -> System.out.print(i + " "));
}

public void SelectSortFun(int[] arr) {
   
   
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
   
    // 选择排序执行的次数
        int min = arr[i];
        int minIndex = i;
        for (int j = i; j < arr.length; j++) {
   
    // 每次遍历确定最左边的一位最小值，所以从i开始。
            if (min > arr[j+1]) {
   
   
                min = arr[j+1];
                minIndex = j+1;
            }
        }
        if (i != minIndex) {
   
           // 最小值有变动，不是原来的那个，则交换。
            arr[minIndex] = arr[i]; // 查找到的最小值下标赋值为下标i的数
            arr[i] = min;           // 下标i赋值为最小值
        }
    }
}

二、冒泡排序

算法描述：两两进行比较，从左开始，5大于2则交换，5大于1则交换，如果有比5大的，则将自身下标设置为更大的值的下标，继续向后比较，直到自身为最大，则确定了数组最右边为第一个最大值，同理逐个确定，直到只剩一个则完成排序。

静态图解

在这里插入图片描述

动图图解

在这里插入图片描述
代码部分

    @Test
    public void Test() {
   
   
        int[] arr = new int[]{
   
   -12, -55, -23, 43, 24, 34, 12};
        BubbleSortFun(arr);
        Arrays.stream(arr).forEach(i -> System.out.print(i + " "));
    }

    public void BubbleSortFun(int[] arr) {
   
   
        boolean flag = true; //优化有序数组多次进行循环，当遇到没交换位置的情况则提前终止循环
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
   
    // 冒泡的次数
            for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
   
    // 每次冒泡确定了最后一位数字，所以减i，防止再次遍历后面的数浪费时间。
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
   
   
                    flag = false; // 进去了说明有无序数组则不跳过继续循环，没进去才跳过停止循环
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
            if (flag) {
   
   
                break;
            }
        }
    }

三、插入排序

算法描述：认为第一个元素已经排序，从第二个元素开始（也就是下标1开始），取出下一个元素，向左扫描，如果取出的元素小于向左扫描的元素，则将扫描到的元素向右移，将取出的元素移动到比他更小的值的前一位。

动图图解

在这里插入图片描述

代码部分

    @Test
    public void Test() {
   
   
        int[] arr = new int[]{
   
   -12, -55, -23, 43, 24, 34, 12};
        insertionSort(arr);
        Arrays.stream(arr).forEach(i -> System.out.print(i + " "));
    }

    public int[] insertionSort(int[] arr) {
   
   
        int preIndex,current; // pre是下一个需要排序的元素，cur是当前元素的备份值
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
   
   
            preIndex = i - 1; // 移动的下标
            current = arr[i]; // 记录被覆盖的值
            while (preIndex >= 0 && arr[preIndex] > current) {
   
    // 
                arr[preIndex + 1] = arr[preIndex];