经典排序 - 冒泡、快速、希尔、选择排序

1、冒泡排序

基本原理：1、比较相邻元素。第一个比第二个大，交换两个。2、从第一组相邻元素到结尾最后一对，针对以上步骤重复，除了最后一个。

代码：

public static void bubbleSort(int arr[]) {
        for(int i =0 ; i<arr.length-1 ; i++) { 
            for(int j=0 ; j<arr.length-1-i ; j++) {  
                if(arr[j]>arr[j+1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1]; 
                    arr[j+1]=temp;
                }
           }    
      }
}

2、快速排序

基本原理：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

代码：

public static int[] qsort(int arr[],int start,int end) {        
    int pivot = arr[start];        
    int i = start;        
    int j = end;        
    while (i<j) {            
        while ((i<j)&&(arr[j]>pivot)) {                
            j--;            
        }            
        while ((i<j)&&(arr[i]<pivot)) {                
            i++;            
        }            
        if ((arr[i]==arr[j])&&(i<j)) {                
            i++;            
        } else {                
            int temp = arr[i];                
            arr[i] = arr[j];                
            arr[j] = temp;            
        }        
    }        
    if (i-1>start) arr=qsort(arr,start,i-1);        
    if (j+1<end) arr=qsort(arr,j+1,end);        
    return (arr);    
}    
 
public static void main(String[] args) {        
    int arr[] = new int[]{3,3,3,7,9,122344,4656,34,34,4656,5,6,7,8,9,343,57765,23,12321};        
    int len = arr.length-1;        
    arr=qsort(arr,0,len);        
    for (int i:arr) {            
        System.out.print(i+"\t");        
    }    
}

/*//方式二*/
更高效点的代码：(TextendsComparable和SortUtil都是自己封装的类，里面重写和实现了compareTo和swap方法)
public <TextendsComparable<?superT>>
T[] quickSort(T[] targetArr,int start,int end)
{
inti=start+1,j=end;
T key=targetArr[start];
SortUtil<T> sUtil=new SortUtil<T>();
 
if(start==end)return(targetArr);
 
 
/*从i++和j--两个方向搜索不满足条件的值并交换
*
*条件为：i++方向小于key，j--方向大于key
*/
while(true)
{
while(targetArr[j].compareTo(key)>0)j--;
while(targetArr[i].compareTo(key)<0&&i<j)i++;
if(i>=j)break;
sUtil.swap(targetArr,i,j);
if(targetArr[i]==key)
{
j--;
}else{
i++;
}
}
 
/*关键数据放到‘中间’*/
sUtil.swap(targetArr,start,j);
 
if(start<i-1)
{
this.quickSort(targetArr,start,i-1);
}
if(j+1<end)
{
this.quickSort(targetArr,j+1,end);
}
 
returntargetArr;
}

/*//方式三：减少交换次数，提高效率/*/
private<TextendsComparable<?superT>>
voidquickSort(T[]targetArr,intstart,intend)
{
inti=start,j=end;
Tkey=targetArr[start];
 
while(i<j)
{
/*按j--方向遍历目标数组，直到比key小的值为止*/
while(j>i&&targetArr[j].compareTo(key)>=0)
{
j--;
}
if(i<j)
{
/*targetArr[i]已经保存在key中，可将后面的数填入*/
targetArr[i]=targetArr[j];
i++;
}
/*按i++方向遍历目标数组，直到比key大的值为止*/
while(i<j&&targetArr[i].compareTo(key)<=0)
/*此处一定要小于等于零，假设数组之内有一亿个1，0交替出现的话，而key的值又恰巧是1的话，那么这个小于等于的作用就会使下面的if语句少执行一亿次。*/
{
i++;
}
if(i<j)
{
/*targetArr[j]已保存在targetArr[i]中，可将前面的值填入*/
targetArr[j]=targetArr[i];
j--;
}
}
/*此时i==j*/
targetArr[i]=key;//应加判断
 
/*递归调用，把key前面的完成排序*/
this.quickSort(targetArr,start,i-1);
 
/*递归调用，把key后面的完成排序*/
this.quickSort(targetArr,j+1,end);
//两个递归应加判断
}

3、希尔排序

基本原理：希尔排序是把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序算法排序；随着增量逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减至1时，整个文件恰被分成一组，算法便终止。

代码：

public static void main(String[] args){
    int[] array={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<array.length;i++){
            System.out.print(array[i]+" ");
        }
        //希尔排序
        int gap = array.length;
        while (true) {    
            gap /= 2;   //增量每次减半    
            for (int i = 0; i < gap; i++) {        
                for (int j = i + gap; j < array.length; j += gap) {//这个循环里其实就是一个插入排序            
                    int temp = array[j];            
                    int k = j - gap;            
                    while (k >= 0 && array[k] > temp) {                
                        array[k + gap] = array[k];                
                        k -= gap;            
                    }            
                    array[k + gap] = temp;        
                }    
            }    
            if (gap == 1)        
                break;
        }
 
        System.out.println();
        System.out.println("排序之后：");
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            System.out.print(array[i]+" ");
        }
    }

4、选择排序

基本原理：第一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小（大）元素，然后放到已排序的序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素的个数为零。选择排序是不稳定的排序方法。

代码：

public class SelectSort {
	public static void main(String[] args) {
		//模拟数据
		int[] array = {52,63,14,59,68,35,8,67,45,99};
		System.out.println("原数组：");
		for (int i : array) {
			System.out.print(i+" ");
		}
		System.out.println();
		selectSort(array);
		System.out.println("排序后：");
		for (int i : array) {
			System.out.print(i+" ");
		}
	}
	
	public static void selectSort(int[] arr){
		for(int i = 0; i < arr.length-1; i++){
			int min = i;
			for(int j = i+1; j <arr.length ;j++){
				if(arr[j]<arr[min]){
					min = j;
				}
			}
			if(min!=i){
				swap(arr, i, min);
			}
		}
	}
	//完成数组两元素间交换
	public static void swap(int[] arr,int a,int b){
		int temp = arr[a];
		arr[a] = arr[b];
		arr[b] = temp;
	}
}