Java排序算法

1、Java排序算法1）分類：1）插入排序（直接插入排序、希爾排序）2）交換排序（冒泡排序、快速排序）3）選擇排序（直接選擇排序、堆排序）4）歸并排序5）分配排序（箱排序、基數(shù)排序）所需輔助空間最多：歸并排序所需輔助空間最少：堆排序平均速度最快：快速排序不穩(wěn)定：快速排序，希爾排序，堆排序。1）選擇排序算法的時(shí)候1.數(shù)據(jù)的規(guī)模 ；  2.數(shù)據(jù)的類型 ；  3.數(shù)據(jù)已有的順序  一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)規(guī)模較小時(shí)，應(yīng)選擇直接插入排序或冒泡排序。任何排序算法在數(shù)據(jù)量小時(shí)基本體現(xiàn)不出來(lái)差距。 考慮數(shù)據(jù)的類型，比如如果全部是正整數(shù)，那么考慮使用桶排序?yàn)樽顑?yōu)。  考慮數(shù)據(jù)已有順

2、序，快排是一種不穩(wěn)定的排序（當(dāng)然可以改進(jìn)），對(duì)于大部分排好的數(shù)據(jù)，快排會(huì)浪費(fèi)大量不必要的步驟。數(shù)據(jù)量極小，而起已經(jīng)基本排好序，冒泡是最佳選擇。我們說(shuō)快排好，是指大量隨機(jī)數(shù)據(jù)下，快排效果最理想。而不是所有情況。3）總結(jié)：按平均的時(shí)間性能來(lái)分：     1）時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)的方法有：快速排序、堆排序和歸并排序，其中以快速排序?yàn)樽詈茫?#160;    2）時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)的有：直接插入排序、起泡排序和簡(jiǎn)單選擇排序，其中以直接插入為最好，特別是對(duì)那些對(duì)關(guān)鍵字近似有序的記錄序列尤為如此；  &#

3、160;  3）時(shí)間復(fù)雜度為O(n)的排序方法只有，基數(shù)排序。當(dāng)待排記錄序列按關(guān)鍵字順序有序時(shí)，直接插入排序和起泡排序能達(dá)到O(n)的時(shí)間復(fù)雜度;而對(duì)于快速排序而言，這是最不好的情況，此時(shí)的時(shí)間性能蛻化為O(n2)，因此是應(yīng)該盡量避免的情況。簡(jiǎn)單選擇排序、堆排序和歸并排序的時(shí)間性能不隨記錄序列中關(guān)鍵字的分布而改變。按平均的空間性能來(lái)分（指的是排序過(guò)程中所需的輔助空間大小）：     1） 所有的簡(jiǎn)單排序方法(包括：直接插入、起泡和簡(jiǎn)單選擇)和堆排序的空間復(fù)雜度為O(1)；     2） 快速排序?yàn)镺(lo

4、gn )，為棧所需的輔助空間;     3） 歸并排序所需輔助空間最多，其空間復(fù)雜度為O(n );     4）鏈?zhǔn)交鶖?shù)排序需附設(shè)隊(duì)列首尾指針，則空間復(fù)雜度為O(rd )。排序方法的穩(wěn)定性能：     1） 穩(wěn)定的排序方法指的是，對(duì)于兩個(gè)關(guān)鍵字相等的記錄，它們?cè)谛蛄兄械南鄬?duì)位置，在排序之前和 經(jīng)過(guò)排序之后，沒(méi)有改變。     2） 當(dāng)對(duì)多關(guān)鍵字的記錄序列進(jìn)行LSD方法排序時(shí)，必須采用穩(wěn)定的排序方法。   &

5、#160; 3） 對(duì)于不穩(wěn)定的排序方法，只要能舉出一個(gè)實(shí)例說(shuō)明即可。     4） 快速排序，希爾排序和堆排序是不穩(wěn)定的排序方法。4）插入排序：包括直接插入排序，希爾插入排序。直接插入排序： 將一個(gè)記錄插入到已經(jīng)排序好的有序表中。      1, sorted數(shù)組的第0個(gè)位置沒(méi)有放數(shù)據(jù)。      2，從sorted第二個(gè)數(shù)據(jù)開始處理：            

6、;  如果該數(shù)據(jù)比它前面的數(shù)據(jù)要小，說(shuō)明該數(shù)據(jù)要往前面移動(dòng)。              首先將該數(shù)據(jù)備份放到 sorted的第0位置當(dāng)哨兵。              然后將該數(shù)據(jù)前面那個(gè)數(shù)據(jù)后移。              然后往前搜索，找插入位置。

7、0;             找到插入位置之后講 第0位置的那個(gè)數(shù)據(jù)插入對(duì)應(yīng)位置。O(n*n), 當(dāng)待排記錄序列為正序時(shí)，時(shí)間復(fù)雜度提高至O(n)。希爾排序（縮小增量排序 diminishing increment sort）：先將整個(gè)待排記錄序列分割成若干個(gè)子序列分別進(jìn)行直接插入排序，待整個(gè)序列中的記錄基本有序時(shí)，再對(duì)全體記錄進(jìn)行一次直接插入排序。插入排序Java代碼：public class InsertionSort /   插入排序：直接插入排序 ，希爾排序

8、         public void straightInsertionSort(double sorted)         int sortedLen= sorted.length;         for(int j=2;j<sortedLen;j+)        

9、60;     if(sortedj<sortedj-1)                   sorted0= sortedj;/先保存一下后面的那個(gè)                   &#

10、160;                 sortedj=sortedj-1;/ 前面的那個(gè)后移。                   int insertPos=0;       

11、0;           for(int k=j-2;k>=0;k-)                       if(sortedk>sorted0)         

12、60;                  sortedk+1=sortedk;                       else      

13、60;                     insertPos=k+1;                           

14、 break;                                                  

15、60;                            sortedinsertPos=sorted0;                    

16、                                      public void shellInertionSort(double sorted, int inc)        

17、int sortedLen= sorted.length;         for(int j=inc+1;j<sortedLen;j+ )              if(sortedj<sortedj-inc)             

18、0;     sorted0= sortedj;/先保存一下后面的那個(gè)                                      int insertPos=j;  

19、;                                 for(int k=j-inc;k>=0;k-=inc)             &#

20、160;                              if(sortedk>sorted0)                 &#

21、160;          sortedk+inc=sortedk;                                     

22、0;                 /數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課本上這個(gè)地方?jīng)]有給出判讀，出錯(cuò)：                            if(k-inc<=0)&

23、#160;                                insertPos = k;               

24、0;                                   else               

25、0;            insertPos=k+inc;                            break;       

26、0;                                                    &

27、#160;                  sortedinsertPos=sorted0;                             

28、;                       public void shellInsertionSort(double sorted)         int incs=7,5,3,1;         int num= incs.length;

29、                  int inc=0;         for(int j=0;j<num;j+)              inc= incsj;     

30、;                   shellInertionSort(sorted,inc);                              

31、             public static void main(String args)          Random random= new Random(6);                  int arraysize= 21; 

32、        double sorted=new doublearraysize;                          for(int j=1;j<arraysize;j+)        

33、;      sortedj= (int)(random.nextDouble()* 100);                                       

34、60;                      InsertionSort sorter=new InsertionSort();     /       sorter.straightInsertionSort(sorted);     

35、0;   sorter.shellInsertionSort(sorted);                          for(int j=1;j<sorted.length;j+)            

36、;                           面試穿什么，這里找答案！5）交換排序：包括冒泡排序，快速排序。冒泡排序法：該算法是專門針對(duì)已部分排序的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序的一種排序算法。如果在你的數(shù)據(jù)清單中只有一兩個(gè)數(shù)據(jù)是亂序的話，用這種算法就是最快的排序算法。如果你的數(shù)據(jù)清單中的數(shù)據(jù)是隨機(jī)排列的，那么這種方法就成了最慢的算法了。因此在使用這種算法之前一定要

37、慎重。這種算法的核心思想是掃描數(shù)據(jù)清單，尋找出現(xiàn)亂序的兩個(gè)相鄰的項(xiàng)目。當(dāng)找到這兩個(gè)項(xiàng)目后，交換項(xiàng)目的位置然后繼續(xù)掃描。重復(fù)上面的操作直到所有的項(xiàng)目都按順序排好?？焖倥判颍和ㄟ^(guò)一趟排序，將待排序記錄分割成獨(dú)立的兩個(gè)部分，其中一部分記錄的關(guān)鍵字均比另一部分記錄的關(guān)鍵字小，則可分別對(duì)這兩部分記錄繼續(xù)進(jìn)行排序，以達(dá)到整個(gè)序列有序。具體做法是：使用兩個(gè)指針low,high, 初值分別設(shè)置為序列的頭，和序列的尾，設(shè)置pivotkey為第一個(gè)記錄，首先從high開始向前搜索第一個(gè)小于pivotkey的記錄和pivotkey所在位置進(jìn)行交換，然后從low開始向后搜索第一個(gè)大于pivotkey的記錄和此時(shí)piv

38、otkey所在位置進(jìn)行交換，重復(fù)知道low=high了為止。交換排序Java代碼：public class ExchangeSort      public void BubbleExchangeSort(double sorted)         int sortedLen= sorted.length;         for(int j=sortedLen;j>0;j-) 

39、             int end= j;              for(int k=1;k<end-1;k+)                   do

40、uble tempB= sortedk;                   sortedk= sortedk<sortedk+1?sortedk:sortedk+1;                   if(Math.abs(so

41、rtedk-tempB)>10e-6)                       sortedk+1=tempB;                      &#

42、160;                                              public void QuickExchangeSortBackTrack(double sort

43、ed,int low,int high)         if(low<high)              int pivot= findPivot(sorted,low,high);              QuickExchangeSortBac

44、kTrack(sorted,low,pivot-1);              QuickExchangeSortBackTrack(sorted,pivot+1,high);                   public int findPivot(double sorted, int low, in

45、t high)                  sorted0= sortedlow;              while(low<high)              while

46、(low<high && sortedhigh>= sorted0)-high;              sortedlow= sortedhigh;              while(low<high && sortedlow<=sorted0)+low; 

47、0;            sortedhigh= sortedlow;                  sortedlow=sorted0;          return low;      &

48、#160;   public static void main(String args)          Random random= new Random(6);                  int arraysize= 21;         do

49、uble sorted=new doublearraysize;                          for(int j=1;j<arraysize;j+)              sortedj= (int

50、)(random.nextDouble()* 100);                                               

51、               ExchangeSort sorter=new ExchangeSort();       /       sorter.BubbleExchangeSort(sorted);         sorter.QuickExchangeSor

52、tBackTrack(sorted, 1, arraysize-1);                 for(int j=1;j<sorted.length;j+)                       &

53、#160;               6）選擇排序：分為直接選擇排序， 堆排序直接選擇排序：第i次選取 i到array.Length-1中間最小的值放在i位置。堆排序：首先，數(shù)組里面用層次遍歷的順序放一棵完全二叉樹。從最后一個(gè)非終端結(jié)點(diǎn)往前面調(diào)整，直到到達(dá)根結(jié)點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候除根節(jié)點(diǎn)以外的所有非終端節(jié)點(diǎn)都已經(jīng)滿足堆得條件了，于是需要調(diào)整根節(jié)點(diǎn)使得整個(gè)樹滿足堆得條件，于是從根節(jié)點(diǎn)開始，沿著它的兒子們往下面走（最大堆沿著最大的兒子走，最小堆沿著最小的兒子走）。 主程序里面

54、，首先從最后一個(gè)非終端節(jié)點(diǎn)開始調(diào)整到根也調(diào)整完，形成一個(gè)heap， 然后將heap的根放到后面去（即：每次的樹大小會(huì)變化，但是 root都是在1的位置，以方便計(jì)算兒子們的index，所以如果需要升序排列，則要逐步大頂堆。因?yàn)楦?jié)點(diǎn)被一個(gè)個(gè)放在后面去了。 降序排列則要建立小頂堆）代碼中的問(wèn)題： 有時(shí)候第2個(gè)和第3個(gè)順序不對(duì)（原因還沒(méi)搞明白到底代碼哪里有錯(cuò)）選擇排序Java代碼：public class SelectionSort      public void straitSelectionSort(double sorted)  &

55、#160;      int sortedLen= sorted.length;         for(int j=1;j<sortedLen;j+)              int jMin= getMinIndex(sorted,j);       

56、60;      exchange(sorted,j,jMin);                   public void exchange(double sorted,int i,int j)         int sortedLen= sorted.length;   

57、      if(i<sortedLen && j<sortedLen && i<j && i>=0 && j>=0)              double temp= sortedi;           

58、60;  sortedi=sortedj;              sortedj=temp;                   public int getMinIndex(double sorted, int i)      

59、60;  int sortedLen= sorted.length;                  int minJ=1;         double min= Double.MAX_VALUE;         for(int j=i;j<sortedLe

60、n;j+)              if(sortedj<min)                   min= sortedj;            

61、0;      minJ= j;                                return minJ;            

62、60;      public void heapAdjust(double sorted,int start,int end)         if(start<end)              double temp= sortedstart;/       

63、0;    這個(gè)地方j(luò)<end與課本不同，j<=end會(huì)報(bào)錯(cuò)：              for(int j=2*start;j<end;j *=2)                    if(j+1<end && s

64、ortedj-sortedj+1>10e-6)                       +j;                        

65、;                        if(temp<=sortedj)                       break; 

66、                                                  sortedstart=sor

67、tedj;                   start=j;                               &#

68、160;       sortedstart=temp;                       public void heapSelectionSort(double sorted)         int sortedLen = sorted.length;&

69、#160;                 for(int i=sortedLen/2;i>0;i-)              heapAdjust(sorted,i,sortedLen);           

70、       for(int i=sortedLen;i>1;-i)                          exchange(sorted,1,i);           

71、               heapAdjust(sorted,1,i-1);                                    

72、;   public static void main(String args)         Random random= new Random(6);                  int arraysize=9;         double so

73、rted=new doublearraysize;                          for(int j=1;j<arraysize;j+)              sortedj= (int)(rando

74、m.nextDouble()* 100);                                                &

75、#160;             SelectionSort sorter=new SelectionSort();     /       sorter.straitSelectionSort(sorted);         sorter.heapSelectionSort(sorted); 

76、                         for(int j=1;j<sorted.length;j+)                     

77、                  面試穿什么，這里找答案！7）歸并排序：將兩個(gè)或兩個(gè)以上的有序表組合成一個(gè)新的有序表。歸并排序要使用一個(gè)輔助數(shù)組，大小跟原數(shù)組相同，遞歸做法。每次將目標(biāo)序列分解成兩個(gè)序列，分別排序兩個(gè)子序列之后，再將兩個(gè)排序好的子序列merge到一起。歸并排序Java代碼：public class MergeSort        private double bridge;/輔

78、助數(shù)組     public void sort(double obj)         if (obj = null)              throw new NullPointerException("The param can not be null!");     

79、             bridge = new doubleobj.length; / 初始化中間數(shù)組         mergeSort(obj, 0, obj.length - 1); / 歸并排序         bridge = null;       &#

80、160;  private void mergeSort(double obj, int left, int right)         if (left < right)              int center = (left + right) / 2;         

81、     mergeSort(obj, left, center);              mergeSort(obj, center + 1, right);              merge(obj, left, center, right);   

82、0;               private void merge(double obj, int left, int center, int right)         int mid = center + 1;         int third = left;    

83、     int tmp = left;         while (left <= center && mid <= right) / 從兩個(gè)數(shù)組中取出小的放入中間數(shù)組              if (objleft-objmid<=10e-6)     &#

84、160;             bridgethird+ = objleft+;              else                   bridget

85、hird+ = objmid+;                                 / 剩余部分依次置入中間數(shù)組         while (mid <= right)  

86、60;           bridgethird+ = objmid+;                  while (left <= center)              bridgethird

87、+ = objleft+;                  / 將中間數(shù)組的內(nèi)容拷貝回原數(shù)組         copy(obj, tmp, right);          private void copy(double obj, int left, int right)&#

88、160;             while (left <= right)              objleft = bridgeleft;              left+;   &

89、#160;               public static void main(String args)          Random random = new Random(6);          int arraysize = 10;     

90、    double sorted = new doublearraysize;                 for (int j = 0; j < arraysize; j+)               sortedj = (int) (random.nextDou

91、ble() * 100);                                        MergeSort sorter = new MergeSort();   

92、0;     sorter.sort(sorted);                          for (int j = 0; j < sorted.length; j+)            

93、;                         8）基數(shù)排序：使用10個(gè)輔助隊(duì)列，假設(shè)最大數(shù)的數(shù)字位數(shù)為 x， 則一共做 x次，從個(gè)位數(shù)開始往前，以第i位數(shù)字的大小為依據(jù)，將數(shù)據(jù)放進(jìn)輔助隊(duì)列，搞定之后回收。下次再以高一位開始的數(shù)字位為依據(jù)。以Vector作輔助隊(duì)列，基數(shù)排序的Java代碼：public class RadixSort   

94、60;  private int keyNum=-1;         private Vector<Vector<Double>> util;          public void distribute(double sorted, int nth)              &

95、#160;  if(nth<=keyNum && nth>0)              util=new Vector<Vector<Double>>();              for(int j=0;j<10;j+)    

96、;               Vector <Double> temp= new Vector <Double>();                   util.add(temp);     

97、0;                                   for(int j=0;j<sorted.length;j+)           

98、60;       int index= getNthDigit(sortedj,nth);                   util.get(index).add(sortedj);               &

99、#160;                     public int getNthDigit(double num,int nth)         String nn= Integer.toString(int)num);         int len= nn.

100、length();         if(len>=nth)              return Character.getNumericValue(nn.charAt(len-nth);           else      

101、        return 0;                                public void collect(double sorted)        

102、;  int k=0;         for(int j=0;j<10;j+)              int len= util.get(j).size();              if(len>0)                   for(int i=0