数组排序的几种方式「JAVA」

1. 直接插入排序

基本思想：
在要排序的一组数中，假设前面(n-1)[n>=2]
个数已经是排好顺序的，现在要把第n个数插到前面的有序数中，使得这n个数也是排好顺序的。如此反复循环，直到全部排好顺序

public static int[] insert(int[] nums) {
    if (null == nums || nums.length == 0)
        return nums;

    int temp = 0;
    for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
        int j = i - 1;
        temp = nums[i];
        for (; j >= 0 && temp < nums[j]; j--) {
            nums[j + 1] = nums[j]; // 将大于temp的值整体后移一个单位
        }
        nums[j + 1] = temp;
    }
    return nums;
}

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2. 希尔排序(最小增量排序)

基本思想：
算法先将要排序的一组数按某个增量d（n/2，n为要排序数的个数）分成若干组，每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序，然后再用一个较小的增量（d/2）对它进行分组，在每组中再进行直接插入排序。当增量减到1时，进行直接插入排序后，排序完成

public static int[] shell(int[] nums) {
    if (null == nums || nums.length == 0)
        return nums;

    double len = nums.length;
    int temp = 0;
    while (true) {
        len = Math.ceil(len / 2);
        int d = (int) len;
        for (int x = 0; x < d; x++) {
            for (int i = x + d; i < nums.length; i += d) {
                int j = i - d;
                temp = nums[i];
                for (; j >= 0 && temp < nums[j]; j -= d) {
                    nums[j + d] = nums[j];
                }
                nums[j + d] = temp;
            }
        }
        if (d == 1)
            break;
    }
    return nums;
}

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3. 选择排序

基本思想：
在要排序的一组数中，选出最小的一个数与第一个位置的数交换；然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换，如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止

public static int[] select(int[] nums) {
    if (null == nums || nums.length == 0)
        return nums;

    int position = 0;
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        int j = i + 1;
        position = i;
        int temp = nums[i];
        for (; j < nums.length; j++) {
            if (nums[j] < temp) {
                temp = nums[j];
                position = j;
            }
        }
        nums[position] = nums[i];
        nums[i] = temp;
    }
    return nums;
}

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4. 冒泡排序

基本思想：
在要排序的一组数中，对当前还未排好序的范围内的全部数，自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整，让较大的数往下沉，较小的往上冒(即：每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时，就将它们互换)。

public static int[] bubble(int[] nums) {
    if (null == nums || nums.length == 0)
        return nums;

    int temp = 0;
    for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < nums.length - 1 - i; j++) {
            if (nums[j] > nums[j + 1]) {
                temp = nums[j];
                nums[j] = nums[j + 1];
                nums[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
    return nums;
}

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5. 快速排序

基本思想：
选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描，将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素，此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分

public static int[] quick(int[] nums) {
    if (null == nums || nums.length == 0)
        return nums;

    quick(nums, 0, nums.length - 1);
    return nums;
}

private static void quick(int[] list, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int middle = getMiddle(list, low, high); // 将list数组进行一分为二
        quick(list, low, middle - 1); // 对低字表进行递归排序
        quick(list, middle + 1, high); // 对高字表进行递归排序
    }
}

private static int getMiddle(int[] list, int low, int high) {
    int tmp = list[low]; // 数组的第一个作为中轴
    while (low < high) {
        while (low < high && list[high] >= tmp) {

            high--;
        }
        list[low] = list[high]; // 比中轴小的记录移到低端
        while (low < high && list[low] <= tmp) {
            low++;
        }
        list[high] = list[low]; // 比中轴大的记录移到高端
    }
    list[low] = tmp; // 中轴记录到尾
    return low; // 返回中轴的位置
}

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6. 归并排序

基本思想：
归并（Merge）排序法是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列

public static int[] merging(int[] nums) {
    if (null == nums || nums.length == 0)
        return nums;

    merging(nums, 0, nums.length - 1);
    return nums;
}

public static void merging(int[] data, int left, int right) {
    if (left < right) {
        // 找出中间索引
        int center = (left + right) / 2;
        // 对左边数组进行递归
        merging(data, left, center);
        // 对右边数组进行递归
        merging(data, center + 1, right);
        // 合并
        merge(data, left, center, right);
    }
}

private static void merge(int[] data, int left, int center, int right) {
    int[] tmpArr = new int[data.length];
    int mid = center + 1;
    // third记录中间数组的索引
    int third = left;
    int tmp = left;
    while (left <= center && mid <= right) {

        // 从两个数组中取出最小的放入中间数组
        if (data[left] <= data[mid]) {
            tmpArr[third++] = data[left++];
        } else {
            tmpArr[third++] = data[mid++];
        }
    }
    // 剩余部分依次放入中间数组
    while (mid <= right) {
        tmpArr[third++] = data[mid++];
    }
    while (left <= center) {
        tmpArr[third++] = data[left++];
    }
    // 将中间数组中的内容复制回原数组
    while (tmp <= right) {
        data[tmp] = tmpArr[tmp++];
    }
}

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7. 基数排序

基本思想：
将所有待比较数值（正整数）统一为同样的数位长度，数位较短的数前面补零。然后，从最低位开始，依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列

public static int[] radix(int[] nums) {
    if (null == nums || nums.length == 0)
        return nums;

    // 首先确定排序的趟数
    int max = nums[0];
    for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
        if (nums[i] > max) {
            max = nums[i];
        }
    }

    int time = 0;
    // 判断位数
    while (max > 0) {
        max /= 10;
        time++;
    }

    // 建立10个队列
    List<List<Integer>> queue = new ArrayList<List<Integer>>();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        List<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
        queue.add(queue1);
    }

    // 进行time次分配和收集
    for (int i = 0; i < time; i++) {
        // 分配数组元素
        for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
            // 得到数字的第time+1位数
            int x = nums[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);
            List<Integer> queue2 = queue.get(x);
            queue2.add(nums[j]);
            queue.set(x, queue2);
        }
        int count = 0;// 元素计数器
        // 收集队列元素
        for (int k = 0; k < 10; k++) {
            while (queue.get(k).size() > 0) {
                List<Integer> queue3 = queue.get(k);
                nums[count] = queue3.get(0);
                queue3.remove(0);
                count++;
            }
        }
    }
    return nums;
}