java排序集锦

  1 package sort;  
  2    
  3 import java.util.Random;  
  4    
  5 /** 
  6  * 排序测试类 
  7  *  
  8  * 排序算法的分类如下： 1.插入排序（直接插入排序、折半插入排序、希尔排序）； 2.交换排序（冒泡泡排序、快速排序）； 
  9  * 3.选择排序（直接选择排序、堆排序）； 4.归并排序； 5.基数排序。 
 10  *  
 11  * 关于排序方法的选择： (1)若n较小(如n≤50)，可采用直接插入或直接选择排序。 
 12  * 当记录规模较小时，直接插入排序较好；否则因为直接选择移动的记录数少于直接插人，应选直接选择排序为宜。 
 13  * (2)若文件初始状态基本有序(指正序)，则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜； 
 14  * (3)若n较大，则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。 
 15  *  
 16  */ 
 17 /** 
 18  * @corporation 北京环亚 
 19  * @author HDS 
 20  * @date Nov 19, 2009 10:43:44 AM 
 21  * @path sort 
 22  * @description JAVA排序汇总 
 23  */ 
 24 public class SortTest {  
 25    
 26     // //////==============================产生随机数==============================///////////////////  
 27     /** 
 28      * @description 生成随机数 
 29      * @date Nov 19, 2009 
 30      * @author HDS 
 31      * @return int[] 
 32      */ 
 33     public int[] createArray() {  
 34         Random random = new Random();  
 35         int[] array = new int[10];  
 36         for (int i = 0; i < 10; i++) {  
 37             array[i] = random.nextInt(100) - random.nextInt(100);// 生成两个随机数相减，保证生成的数中有负数  
 38         }  
 39         System.out.println("==========原始序列==========");  
 40         printArray(array);  
 41         return array;  
 42     }  
 43    
 44     /** 
 45      * @description 打印出随机数 
 46      * @date Nov 19, 2009 
 47      * @author HDS 
 48      * @param data 
 49      */ 
 50     public void printArray(int[] data) {  
 51         for (int i : data) {  
 52             System.out.print(i + " ");  
 53         }  
 54         System.out.println();  
 55     }  
 56    
 57     /** 
 58      * @description 交换相邻两个数 
 59      * @date Nov 19, 2009 
 60      * @author HDS 
 61      * @param data 
 62      * @param x 
 63      * @param y 
 64      */ 
 65     public void swap(int[] data, int x, int y) {  
 66         int temp = data[x];  
 67         data[x] = data[y];  
 68         data[y] = temp;  
 69     }  
 70    
 71     /** 
 72      * 冒泡排序----交换排序的一种 
 73      * 方法：相邻两元素进行比较，如有需要则进行交换，每完成一次循环就将最大元素排在最后（如从小到大排序），下一次循环是将其他的数进行类似操作。 
 74      * 性能：比较次数O(n^2),n^2/2；交换次数O(n^2),n^2/4 
 75      *  
 76      * @param data 
 77      *            要排序的数组 
 78      * @param sortType 
 79      *            排序类型 
 80      * @return 
 81      */ 
 82     public void bubbleSort(int[] data, String sortType) {  
 83         if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大  
 84             // 比较的轮数  
 85             for (int i = 1; i < data.length; i++) { // 数组有多长,轮数就有多长  
 86                 // 将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡  
 87                 for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {// 每一轮下来会将比较的次数减少  
 88                     if (data[j] > data[j + 1]) {  
 89                         // 交换相邻两个数  
 90                         swap(data, j, j + 1);  
 91                     }  
 92                 }  
 93             }  
 94         } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小  
 95             // 比较的轮数  
 96             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
 97                 // 将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡  
 98                 for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {  
 99                     if (data[j] < data[j + 1]) {  
100                         // 交换相邻两个数  
101                         swap(data, j, j + 1);  
102                     }  
103                 }  
104             }  
105         } else {  
106             System.out.println("您输入的排序类型错误！");  
107         }  
108         printArray(data);// 输出冒泡排序后的数组值  
109     }  
110    
111     /** 
112      * 直接选择排序法----选择排序的一种 方法：每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素， 
113      * 顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。 性能：比较次数O(n^2),n^2/2 交换次数O(n),n 
114      * 交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多，所以选择排序比冒泡排序快。 
115      * 但是N比较大时，比较所需的CPU时间占主要地位，所以这时的性能和冒泡排序差不太多，但毫无疑问肯定要快些。 
116      *  
117      * @param data 
118      *            要排序的数组 
119      * @param sortType 
120      *            排序类型 
121      * @return 
122      */ 
123     public void selectSort(int[] data, String sortType) {  
124         if (sortType.endsWith("asc")) {// 正排序，从小排到大  
125             int index;  
126             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
127                 index = 0;  
128                 for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {  
129                     if (data[j] > data[index]) {  
130                         index = j;  
131                     }  
132                 }  
133                 // 交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数  
134                 swap(data, data.length - i, index);  
135             }  
136         } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小  
137             int index;  
138             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
139                 index = 0;  
140                 for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {  
141                     if (data[j] < data[index]) {  
142                         index = j;  
143                     }  
144                 }  
145                 // 交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数  
146                 swap(data, data.length - i, index);  
147             }  
148         } else {  
149             System.out.println("您输入的排序类型错误！");  
150         }  
151         printArray(data);// 输出直接选择排序后的数组值  
152     }  
153    
154     /** 
155      * 插入排序 方法：将一个记录插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。 性能：比较次数O(n^2),n^2/4 
156      * 复制次数O(n),n^2/4 比较次数是前两者的一般，而复制所需的CPU时间较交换少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比选择排序也要快。 
157      *  
158      * @param data 
159      *            要排序的数组 
160      * @param sortType 
161      *            排序类型 
162      */ 
163     public void insertSort(int[] data, String sortType) {  
164         if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大  
165             // 比较的轮数  
166             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
167                 // 保证前i+1个数排好序  
168                 for (int j = 0; j < i; j++) {  
169                     if (data[j] > data[i]) {  
170                         // 交换在位置j和i两个数  
171                         swap(data, i, j);  
172                     }  
173                 }  
174             }  
175         } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小  
176             // 比较的轮数  
177             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
178                 // 保证前i+1个数排好序  
179                 for (int j = 0; j < i; j++) {  
180                     if (data[j] < data[i]) {  
181                         // 交换在位置j和i两个数  
182                         swap(data, i, j);  
183                     }  
184                 }  
185             }  
186         } else {  
187             System.out.println("您输入的排序类型错误！");  
188         }  
189         printArray(data);// 输出插入排序后的数组值  
190     }  
191    
192     /** 
193      * 反转数组的方法 
194      *  
195      * @param data 
196      *            源数组 
197      */ 
198     public void reverse(int[] data) {  
199         int length = data.length;  
200         int temp = 0;// 临时变量  
201         for (int i = 0; i < length / 2; i++) {  
202             temp = data[i];  
203             data[i] = data[length - 1 - i];  
204             data[length - 1 - i] = temp;  
205         }  
206         printArray(data);// 输出到转后数组的值  
207     }  
208    
209     /** 
210      * 快速排序 快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。 步骤为： 
211      * 1. 从数列中挑出一个元素，称为 "基准"（pivot）， 2. 
212      * 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后，该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。 
213      * 3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。 
214      * 递回的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递回下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。 
215      *  
216      * @param data 
217      *            待排序的数组 
218      * @param low 
219      * @param high 
220      * @see SortTest#qsort(int[], int, int) 
221      * @see SortTest#qsort_desc(int[], int, int) 
222      */ 
223     public void quickSort(int[] data, String sortType) {  
224         if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大  
225             qsort_asc(data, 0, data.length - 1);  
226         } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小  
227             qsort_desc(data, 0, data.length - 1);  
228         } else {  
229             System.out.println("您输入的排序类型错误！");  
230         }  
231     }  
232    
233     /** 
234      * 快速排序的具体实现，排正序 
235      *  
236      * @param data 
237      * @param low 
238      * @param high 
239      */ 
240     private void qsort_asc(int data[], int low, int high) {  
241         int i, j, x;  
242         if (low < high) { // 这个条件用来结束递归  
243             i = low;  
244             j = high;  
245             x = data[i];  
246             while (i < j) {  
247                 while (i < j && data[j] > x) {  
248                     j--; // 从右向左找第一个小于x的数  
249                 }  
250                 if (i < j) {  
251                     data[i] = data[j];  
252                     i++;  
253                 }  
254                 while (i < j && data[i] < x) {  
255                     i++; // 从左向右找第一个大于x的数  
256                 }  
257                 if (i < j) {  
258                     data[j] = data[i];  
259                     j--;  
260                 }  
261             }  
262             data[i] = x;  
263             qsort_asc(data, low, i - 1);  
264             qsort_asc(data, i + 1, high);  
265         }  
266     }  
267    
268     /** 
269      * 快速排序的具体实现，排倒序 
270      *  
271      * @param data 
272      * @param low 
273      * @param high 
274      */ 
275     private void qsort_desc(int data[], int low, int high) {  
276         int i, j, x;  
277         if (low < high) { // 这个条件用来结束递归  
278             i = low;  
279             j = high;  
280             x = data[i];  
281             while (i < j) {  
282                 while (i < j && data[j] < x) {  
283                     j--; // 从右向左找第一个小于x的数  
284                 }  
285                 if (i < j) {  
286                     data[i] = data[j];  
287                     i++;  
288                 }  
289                 while (i < j && data[i] > x) {  
290                     i++; // 从左向右找第一个大于x的数  
291                 }  
292                 if (i < j) {  
293                     data[j] = data[i];  
294                     j--;  
295                 }  
296             }  
297             data[i] = x;  
298             qsort_desc(data, low, i - 1);  
299             qsort_desc(data, i + 1, high);  
300         }  
301     }  
302    
303     /** 
304      * 二分查找特定整数在整型数组中的位置(递归) 查找线性表必须是有序列表 
305      *  
306      * @paramdataset 
307      * @paramdata 
308      * @parambeginIndex 
309      * @paramendIndex 
310      * @returnindex 
311      */ 
312     public int binarySearch(int[] dataset, int data, int beginIndex,  
313             int endIndex) {  
314         int midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于mid = (low + high)  
315                                                         // / 2，但是效率会高些  
316         if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]  
317                 || beginIndex > endIndex)  
318             return -1;  
319         if (data < dataset[midIndex]) {  
320             return binarySearch(dataset, data, beginIndex, midIndex - 1);  
321         } else if (data > dataset[midIndex]) {  
322             return binarySearch(dataset, data, midIndex + 1, endIndex);  
323         } else {  
324             return midIndex;  
325         }  
326     }  
327    
328     /** 
329      * 二分查找特定整数在整型数组中的位置(非递归) 查找线性表必须是有序列表 
330      *  
331      * @paramdataset 
332      * @paramdata 
333      * @returnindex 
334      */ 
335     public int binarySearch(int[] dataset, int data) {  
336         int beginIndex = 0;  
337         int endIndex = dataset.length - 1;  
338         int midIndex = -1;  
339         if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]  
340                 || beginIndex > endIndex)  
341             return -1;  
342         while (beginIndex <= endIndex) {  
343             midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于midIndex =  
344                                                         // (beginIndex +  
345                                                         // endIndex) / 2，但是效率会高些  
346             if (data < dataset[midIndex]) {  
347                 endIndex = midIndex - 1;  
348             } else if (data > dataset[midIndex]) {  
349                 beginIndex = midIndex + 1;  
350             } else {  
351                 return midIndex;  
352             }  
353         }  
354         return -1;  
355     }  
356    
357     // /////////////////////===================================测试====================//////////////////  
358     public static void main(String[] args) {  
359         SortTest ST = new SortTest();  
360         int[] array = ST.createArray();  
361         System.out.println("==========冒泡排序后(正序)==========");  
362         ST.bubbleSort(array, "asc");  
363         System.out.println("==========冒泡排序后(倒序)==========");  
364         ST.bubbleSort(array, "desc");  
365    
366         array = ST.createArray();  
367         System.out.println("==========选择排序后(正序)==========");  
368         ST.selectSort(array, "asc");  
369         System.out.println("==========选择排序后(倒序)==========");  
370         ST.selectSort(array, "desc");  
371            
372         array = ST.createArray();  
373         System.out.println("==========插入排序后(正序)==========");  
374         ST.insertSort(array, "asc");  
375         System.out.println("==========插入排序后(倒序)==========");  
376         ST.insertSort(array, "desc");  
377    
378         array = ST.createArray();  
379         System.out.println("==========快速排序后(正序)==========");  
380         ST.quickSort(array, "asc");  
381         ST.printArray(array);  
382         System.out.println("==========快速排序后(倒序)==========");  
383         ST.quickSort(array, "desc");  
384         ST.printArray(array);  
385         System.out.println("==========数组二分查找==========");  
386         System.out.println("您要找的数在第" + ST.binarySearch(array, 74)+ "个位子。（下标从0计算）");  
387    
388     }  
389    
390 }