【巩固基础系列】一文搞定算法基础（一）—— 排序那些事

参考资料：

算法 第四版 (塞奇威克(Sedgewick, R.))

文中引用的所有网络内容均以 [x] 的形式标出，点击即可跳转到出处。

如有错误，欢迎大家在评论区指正！

一文搞定算法基础（一）—— 排序那些事

1. 排序

在继续阅读之前，首先我们要清楚排序的本质是什么？假设我们要从小到大排序，一个数组中取两个元素如果前面比后面大，则为一个逆序，容易看出排序的本质就是消除逆序数。[1]

如下为代码示例中会用到的两个公共类。

//所有排序算法的基类
package com.book1.chapter2.sort;

public abstract class Sort {
   
    public abstract void sort(int[] arr);

    /**
     * 交换
     */
    public void exchange(int[] a, int i, int j) {
   
        SortUtils.exchange(a, i, j);
    }

    /**
     * a是否小于b
     *
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    public boolean less(int a, int b) {
   
        return SortUtils.less(a,b);
    }

}


//排序算法的工具类
package com.book1.chapter2.sort;

import java.time.Duration;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.Arrays;

public class SortUtils {
   
    /**
     * 是否为有序数组
     *
     * @param arr
     * @return
     */
    public static boolean isOrderArr(int[] arr) {
   
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
   
            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
   
                return false;
            }
        }
        return true;
    }


    /**
     * 打印数组
     *
     * @param arr
     */
    public static void printArr(int[] arr) {
   
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    /**
     * 交换两个元素
     *
     * @param a
     * @param i
     * @param j
     */
    public static void exchange(int[] a, int i, int j) {
   
        int tmp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = tmp;
    }


    /**
     * a是否小于b
     *
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    public static boolean less(int a, int b) {
   
        return a < b;
    }

    /**
     * 分析时间
     *
     * @param arr
     * @param sort
     */
    public static void analyseTime(int[] arr, Sort sort) {
   
        LocalDateTime s = LocalDateTime.now();
        sort.sort(arr);
        LocalDateTime e = LocalDateTime.now();
        System.out.printf("是否有序：%s，用时:%s\n", isOrderArr(arr), Duration.between(s, e).toMillis());
    }
}

1.1 选择排序

思想

1. 找到数组中最小的那个元素；
2. 将它和数组的第一个元素交换位置（如果第一个元素就是最小元素那么它就和自己交换）；
3. 在剩下的元素中找到最小的元素，将它与数组的第二个元素交换位置；
4. 循环1~3 。

这种方法叫做选择排序，因为它在不断地选择剩余元素之中的最小者。

代码

package com.book1.chapter2.sort;

public class SelectSort extends