排序的Java实现

参考文献:
http://www.cnblogs.com/liuling/p/2013-7-24-01.html
http://blog.youkuaiyun.com/hguisu/article/details/7776068
无论是算法还是什么基本知识,长时间没写就忘记了,现在整理下各种简单的算法,方便以后复习下。

插入排序之直接插入排序
思想:将一个数值插入有序数列中,这个数列起始值为sourceData[0]。
直接插入排序的平均时间复杂度为O(n2)。

代码如下:

package com.learn.sort;

import java.util.Random;

public class DInsertSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] sourceData={54,32,76,12,1,65,34,75};
        int[] sourceData2=new int[100];
        //随机生成100 个10000以内的数组。
        Random r = new Random(10000);
        for(int l=0;l<sourceData2.length;l++)
        {
            sourceData2[l]=r.nextInt(10000)+1;
        }
        DInsertSortRea(sourceData);
    }
    public static void DInsertSortRea(int [] sourceData)
    {

        printArray(sourceData);
        long startTime=System.currentTimeMillis();
        for(int i=1;i<sourceData.length;i++)
        {
            int temp=0;
            for(int k=i-1;k>=0;k--)
            {
                if(sourceData[i]<sourceData[k])
                    {
                    temp=sourceData[k];
                    sourceData[k]=sourceData[i];
                    sourceData[i]=temp;
                    }
                else
                {
                    break;
                }
            }
        }
        long endTime=System.currentTimeMillis();
        printArray(sourceData);
        System.out.println("StartTime:"+startTime+"endTime"+ endTime+"runTime:"+(endTime-startTime));
    }


    public static void printArray(int [] a)
    {
        for(int i=0;i<a.length;i++)
        {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }
}

运行结果

54 32 76 12 1 65 34 75 
32 54 12 1 65 34 75 76 
StartTime:1476884696198endTime1476884696198runTime:0

插入排序之直接二分法插入排序
 基本思想:二分法插入排序的思想和直接插入一样,只是找合适的插入位置的方式不同,这里是按二分法找到合适的位置,可以减少比较的次数,其实思想整体没有什么不同。

public static void DivInsert(int[] a)
    {
        System.out.println("before sort");
        printArray(a);
        int tmp=0;
        int low=0;
        int mid=0;
        int high=0;
        for(int i=1;i<a.length;i++)
        {

            low=0;
            mid=0;
            high=i-1;
            tmp=a[i];
            while(low<=high)
            {
                mid=(low+high)/2;
                if(tmp<a[mid])
                {
                    high=mid-1;
                }
                else
                {
                    low=mid+1;
                }
            }

            if(low!=i)
            {
                for(int j=i-1;j>=low;j--)
                {
                    a[j+1]=a[j];
                }
                a[low]=tmp;
            }
        }
        System.out.println("after sort:");
        printArray(a);
    }

简单选择排序
思想:对每个子数组进行选择,选择最小的放在最前面或者最大的放在最后面,两者可以同时进行。
下面的是将最小的放在前面。

public static void simpleSelectSort(int[] a)
    {
        System.out.println("before sort");
        printArray(a);
        for(int i=0;i<a.length;i++)
        {
            int min=a[i];
            int loc=i;
            int tmp=0;
            for(int j=i+1;j<a.length;j++)
            {
                if(min>a[j])
                {
                    min=a[j];
                    loc=j;
                }
            }
            tmp=a[i];
            a[i]=min;
            a[loc]=tmp;
        }
        System.out.println("after sort:");
        printArray(a);
    }

简单选择排序的改进——二元选择排序
简单选择排序,每趟循环只能确定一个元素排序后的定位。我们可以考虑改进为每趟循环确定两个元素(当前趟最大和最小记录)的位置,从而减少排序所需的循环次数。改进后对n个数据进行排序,最多只需进行[n/2]趟循环即可。具体实现如下:

public static void DoubleSelectSort(int[] a)
    {
        System.out.println("before sort");
        printArray(a);
        for(int i=0;i<a.length/2;i++)
        {
            int min=a[i];
            int max=a[a.length-1-i];
            int loc=i;
            int maxloc=a.length-1-i;
            int tmp=0;
            int maxtmp=0;
            for(int j=i+1;j<=a.length-i-2;j++)
            {
                if(min>a[j])
                {
                    min=a[j];
                    loc=j;
                }
                if(max<a[j])
                {
                    max=a[j];
                    maxloc=j;
                }
            }
            if(min>a[a.length-1])
            {
                min=a[a.length-1];
                loc=a.length-1;
            }
            if(max<a[i])
            {
                max=a[i];
                maxloc=i;
            }
            tmp=a[i];
            a[i]=min;
            a[loc]=tmp;

            maxtmp=a[a.length-1-i];
            a[a.length-1-i]=max;
            a[maxloc]=maxtmp;
        }
        System.out.println("after sort:");
        printArray(a);
    }

三、交换排序
一:冒泡排序:
基本思想,从第一个开始,每个和下一个对比,大的放到后面去,小的放在前面,最后最大的就会跑到最后了,最多循环a.length,就会有结果了。
参考问下:
http://www.cnblogs.com/kkun/archive/2011/11/23/2260280.html

代码如下

public static void  bubbleSort(int[] a) {
        System.out.println("befor sorted: ");
        printArray(a);
        for(int i=0;i<a.length;i++)
        {
            for(int j=0;j<a.length-i-1;j++)
            {
                if(a[j]>a[j+1])
                {
                    int tmp=a[j+1];
                    a[j+1]=a[j];
                    a[j]=tmp;
                }
            }
        }
        System.out.println("after sorted: ");
        printArray(a);
    }

冒泡排序的改进:
1:双向冒泡,即大的往后面冒泡,就是上面那种,同时,小的往前冒泡,这两个操作同时进行,可以减少循环次数。

这里写代码片

二: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。

代码:

public static void quick(int[] a){
        if(a.length>0)
        {
            quickSort(a,0,a.length-1);
        }
    }

    public static void quickSort(int[] a,int low ,int high){
        if(low<high)
        {
            int middle=getMiddle(a, low,high);
            quickSort(a,0,middle-1);
            quickSort(a,middle+1,high);
        }
    }
    public static int getMiddle(int[] a,int low, int high)
    {
        int tmp=a[low];
        while(low<high)
        {
            while(low<high &&a[high]>tmp)
            {
                high--;

            }
            a[low]=a[high];
            while (low<high && a[low]<tmp)
            {
                low++;
            }
            a[high]=a[low];
        }
        a[low]=tmp;
        return low;
    }

运行结果:

54 32 76 12 1 65 34 75 
1 12 32 34 54 65 75 76 

归并排序
基本思想:1)将数组细分为只有一个值的有序数组,组中,合并有序数组,1合并为2,2合并为4,4合并为8。合并方法:创立中间数组,两个有序数组中比较最小的数,得出最小值依次放在中间数组的中,依次循环。

代码如下:

public static void quick(int[] a){
        if(a.length>0)
        {
            quickSort(a,0,a.length-1);
        }
    }

    public static void quickSort(int[] a,int low ,int high){
        if(low<high)
        {
            int middle=getMiddle(a, low,high);
            quickSort(a,0,middle-1);
            quickSort(a,middle+1,high);
        }
    }

    public static int getMiddle(int[] a,int low, int high)
    {
        int tmp=a[low];
        while(low<high)
        {
            while(low<high &&a[high]>tmp)
            {
                high--;

            }
            a[low]=a[high];
            while (low<high && a[low]<tmp)
            {
                low++;
            }
            a[high]=a[low];
        }
        a[low]=tmp;
        return low;
    }

    public static void mergeSort(int[] a ,int left,int right)
    {
        if(left<right)
        {
            int middle=(left+right)/2;
            mergeSort(a,left,middle);
            mergeSort(a,middle+1,right);

            merge(a,left,middle,right);
        }
    }

    public static void merge(int[] a,int left,int middle,int right)
    {
        int[] tmpArr =new int[a.length];
        int mid=middle+1;
        int tmp=left;
        int third=left;
        while (left<=middle&&middle<right)
        {
            if(a[left]<=a[mid])
            {
                tmpArr[third++]=a[left++];
            }
            else
            {
                tmpArr[third++]=a[mid++];
            }
        }
        while(left<=middle)
        {
            tmpArr[third++]=a[left++];
        }
        while(middle<=right)
        {
            tmpArr[middle++]=a[right++];
        }
        while (tmp<=right)
        {
            a[tmp]=tmpArr[tmp++];
        }
    }

运行结果

54 32 76 12 1 65 34 75 
1 12 32 34 54 65 75 76 

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 void baseSort(int[] array)
    {
        int max=0;
        for(int i=0;i<array.length;i++)
        {
            if(max<array[i])
            {
                max=array[i];
            }
        }
        int times=0;
        while(max>0)
        {
            max=max/10;
            times++;
        }
        //建立队列
        List<ArrayList> queue=new ArrayList<ArrayList>();
        for(int i=0;i<10;i++)
        {
            ArrayList queue1=new ArrayList();
            queue.add(queue1);
        }
        for(int i=0;i<times;i++)
        {
            for(int j=0;j<array.length;j++)
            {
                int x=array[j]%(int)Math.pow(10,i+1)/(int) Math.pow(10,i);
                ArrayList queue2=queue.get(x);
                queue2.add(array[j]);
                queue.set(x,queue2);
            }
            int count=0;
            for(int j=0;j<10;j++)
            {
                while(queue.get(j).size()>0)
                {
                    ArrayList<Integer> queue3=queue.get(j);
                    array[count]=queue3.get(0);
                    queue3.remove(0);
                    count++;
                }
            }
        }
    }

希尔排序
基本思想:
先取一个小于n的整数d1作为第一个增量,把文件的全部记录分成d1个组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插入排序;然后,取第二个增量d2

public static void shellSort(int[] array)
    {
        int d=array.length;
        while(true)
        {
            d=(d+1)/2;
            for(int x=0;x<d;x++)
            {
                for(int i=x+d;i<array.length;i=i+d)
                {
                    int temp=array[i];
                    int j;
                    for(j=i-d;j>=0&&array[j]>temp;j=j-d)
                    {
                        array[j+d]=array[j];
                    }
                    array[j+d]=temp;
                }
            }
            if(d==1)
            {
                break;
            }
        }
    }

未完待续···

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