【数据结构与算法】-排序[二分插入排序、堆排序、希尔排序、插入排序、选择排序、快速排序、二分查找]

博客介绍了Java中的多种排序算法,包括直接插入排序、二分插入排序、堆排序、希尔排序、插入排序、选择排序、快速排序,还提及了二分查找。每个算法都给出了代码文件名及运行结果示例,展示了排序前后的数据变化。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

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直接插入排序:将待排序数据插入已排好序的数据中合适位置;

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希尔排序不稳定!!!

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BinaryInsertSort.java (二分插入排序)

package com.camunda.annotation;

public class BinaryInsertSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] a={49,38,65,97,176,213,227,49,78,34,12,164,11,18,1};
        System.out.println("排序之前:");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
        //二分插入排序
        sort(a);
        System.out.println();
        System.out.println("排序之后:");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
    }
    //二分法插入
    private static void sort(int[] a) {
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            int temp = a[i];
            int left = 0;
            int right = i-1;
            int mid = 0;
            //确定要插入的位置
            while(left<=right){
                //先获取中间位置
                mid = (left+right)/2;
                if(temp<a[mid]){
                    //如果值比中间值小,让right左移到中间下标-1
                    right = mid-1;
                }else{
                    //如果值比中间值大,让left右移到中间下标+1
                    left = mid+1;
                }
            }
            for (int j = i-1; j >= left; j--) {
                //以左下标为标准,在左位置前插入该数据,左及左后边全部后移
                a[j+1] = a[j];
            }
            if(left != i){
                //左位置插入该数据
                a[left] = temp;
            }
        }
    }

}

运行结果:

排序之前:49 38 65 97 176 213 227 49 78 34 12 164 11 18 1
排序之后:1 11 12 18 34 38 49 49 65 78 97 164 176 213 227

HeapSort.java (堆排序)

package com.dn.sort;

//堆排序
public class HeapSort {   //(1)
		public static void main(String[] args) {
			HeapSort heapSort = new HeapSort();
			int[] array = { 19, 8, 27, 6, 35, 14, 3, 12, 1, 0, 9, 10, 7 };

			System.out.println("Before heap:");
			heapSort.printArray(array);

			heapSort.heapSort(array);

			System.out.println("After heap sort:");
			heapSort.printArray(array);
		}

		public void heapSort(int[] array) {
			if (array == null || array.length <= 1) {
				return;
			}
			buildMaxHeap(array);//建立最大堆
			for (int i = array.length - 1; i >= 1; i--) {
				//最大的在0位置,那么开始沉降,这样每交换一次最大的值就丢到最后了
				exchangeElements(array, 0, i);
				//继续获取0位置最大值
				maxHeap(array, i, 0);
			}
		}

		//(2)		//建立最大堆
		private void buildMaxHeap(int[] array) {
			if (array == null || array.length <= 1) {
				return;
			}
			int half = (array.length-1) / 2;
			for (int i = half; i >= 0; i--) {
				maxHeap(array, array.length, i);
			}
		}

		private void maxHeap(int[] array, int heapSize, int index) {
			int left = index * 2 + 1;
			int right = index * 2 + 2;
			int largest = index;
			if (left < heapSize && array[left] > array[index]) {
				largest = left;
			}
			if (right < heapSize && array[right] > array[largest]) {
				largest = right;
			}
			if (index != largest) {
				exchangeElements(array, index, largest);

				maxHeap(array, heapSize, largest);
			}
		}
		
        //(3)		
		public void printArray(int[] array) {  
            System.out.print("{");  
            for (int i = 0; i < array.length; i++) {  
                System.out.print(array[i]);  
                if (i < array.length - 1) {  
                    System.out.print(", ");  
                }  
            }  
            System.out.println("}");  
        }  
		
		
		public void exchangeElements(int[] array, int index1, int index2) {  
            int temp = array[index1];  
            array[index1] = array[index2];  
            array[index2] = temp;  
        }  
	}
	

运行结果:

Before heap:
{19, 8, 27, 6, 35, 14, 3, 12, 1, 0, 9, 10, 7}
After heap sort:
{0, 1, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 19, 27, 35}

HeerSort.java (希尔排序)

package com.camunda.annotation;
//不稳定
public class HeerSort {

    //希尔排序
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1,33,85,29};
        System.out.println("排序之前:");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
        //希尔排序
        System.out.println();
        int d = a.length/2;
        while(true){
            for(int i=0;i<d;i++){
                for(int j=i;j+d<a.length;j+=d){
                    int temp;
                    if(a[j]>a[j+d]){
                        temp=a[j];
                        a[j]=a[j+d];
                        a[j+d]=temp;
                    }
                }
            }
            if(d==1){break;}
            d--;
        }
        System.out.println();
        System.out.println("排序之后:");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
    }

}

运行结果:

排序之前:49 38 65 97 76 13 27 49 78 34 12 64 1 33 85 29

排序之后:1 12 13 27 29 33 34 38 49 49 64 65 76 78 85 97

InsertSort.java (插入排序)

package com.camunda.annotation;

public class InsertSort {

    /**
     * 直接插入排序
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1};
        System.out.println("排序之前:");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
        //直接插入排序
        for (int i = 1; i < a.length; i++) {
            //待插入元素
            int temp = a[i];
            int j;
            for (j = i-1; j>=0; j--) {
                //将大于temp的往后移动一位
                if(a[j]>temp){
                    a[j+1] = a[j];
                }else{
                    break;
                }
            }
            a[j+1] = temp;//插入进来
        }
        System.out.println();
        System.out.println("排序之后:");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
    }

}

运行结果:

排序之前:49 38 65 97 76 13 27 49 78 34 12 64 1
排序之后:1 12 13 27 34 38 49 49 64 65 76 78 97

SelertSort.java (选择排序)

package com.camunda.annotation;

public class SelertSort {

    public void selectSort(int[] array) {
        int min;
        int tmp = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            min = array[i];
            for (int j = i; j < array.length; j++) {
                if (array[j] < min) {
                    min = array[j];//最小值
                    tmp = array[i];
                    array[i] = min;
                    array[j] = tmp;
                }
            }
        }
        for(int num:array){
            System.out.println(num);
        }
    }

    public static void main(String [] args){
        SelertSort selertSort = new SelertSort();
        selertSort.selectSort(new int[]{9,4,2,6,7,3,10,33,88,1,17});
    }


}

运行结果:

1
2
3
4
6
7
9
10
17
33
88

QuickSort.java (快速排序)

package com.camunda.annotation;

public class QuickSortDemo {

    public void quick(int [] a){
        if(a.length>0){
            quickSort(a,0,a.length-1);
        }
    }
    /**
     * 快速排序
     * @param a
     * @param i
     * @param j
     */
    private 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);
        }
    }

    /**
     * 获取中间下标
     * @param a
     * @param low
     * @param high
     * @return
     */
    private int getMiddle(int[] a, int low, int high) {
        int temp = a[low];//基准元素
        while(low<high){
            while(low<high&&a[high]>=temp){
                high--;
            }
            a[low] = a[high];
            while(low<high&&a[low]<=temp){
                low++;
            }
            a[high] = a[low];
        }
        a[low] = temp;//插入到排序后正确的位置
        return low;
    }

    public static void main(String[] args){
        QuickSortDemo quickSort = new QuickSortDemo();
        int [] a = {19,2,3,90,67,33,-7,24,3,56,34,5};
        quickSort.quick(a);
        for(int num :a){
            System.out.println(" "+num);
        }
    }

}

运行结果:

-7
2
3
3
5
19
24
33
34
56
67
90

BinarySearch.java(二分查找)

package com.camunda.annotation;

public class BinarySearchDemo02 {

    /**
     * 递归的方式
     * @param elem
     * @param array
     * @param low
     * @param high
     * @return
     */
    public int binarySearch(int elem,int [] array,int low,int high){
        if(low>high){
            return -1;
        }
        int middle = (low+high)/2;
        if(array[middle] == elem){
            System.out.println("找到对应元素值,下标为:"+middle);
            return middle;
        }
        if(array[middle]<elem){
            //找右边
            return binarySearch(elem, array, middle+1, high);
        }
        if(array[middle]>elem){
            //找左边
            return binarySearch(elem, array, low, middle-1);
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 非递归
     * @param args
     */
    public int directBinarySearch(int[] array,int elem){
        int low = 0;
        int high = array.length-1;
        while(low<=high){
            int middle = (low+high)/2;
            if(elem>array[middle]){
                //右边找
                low = middle+1;
            }else  if(elem<array[middle]){
                high = middle - 1;
            }else{
                System.out.println("找到相应元素,下标为:"+middle);
                return middle;
            }
        }
        return -1;
    }


    public static void main(String[] args){
        BinarySearchDemo02 binarySearch = new BinarySearchDemo02();
        int [] array = {10,23,4,3,2,5,1,2,623,92,23,23,234,2,34,234,234,2,10};
        BasicSort basicSort = new BasicSort();
        basicSort.sort(array);
        for(int n:array){
            System.out.print(" "+n);
        }
        //	binarySearch.binarySearch(5, array, 0, array.length-1);
        binarySearch.directBinarySearch(array, 2);
    }

}

运行结果:

1 2 2 2 2 3 4 5 10 10 23 23 23 34 92 234 234 234 623找到相应元素,下标为:4

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