一遍记住Java常用的八种排序算法与代码实现

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经常碰到这样一类排序问题：把新的数据插入到已经排好的数据列中。

1. 将第一个数和第二个数排序，然后构成一个有序序列

2. 将第三个数插入进去，构成一个新的有序序列。

3. 对第四个数、第五个数…… 直到最后一个数，重复第二步。

如何写写成代码：

1. 首先设定插入次数，即循环次数，for(int i=1;i<length;i++)，1 个数的那次不用插入。

2. 设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum 和 j=i-1。

3. 从最后一个数开始向前循环，如果插入数小于当前数，就将当前数向后移动一位。

4. 将当前数放置到空着的位置，即 j+1。

代码实现如下：

public void insertSort(int[] a){
        int length=a.length;
        int insertNum;
        for(int i=1;i<length;i++){
            insertNum=a[i];
            int j=i-1;
            while(j>=0&&a[j]>insertNum){
                a[j+1]=a[j];
                j--;
            }
            a[j+1]=insertNum;
        }
    }

二、希尔排序

对于直接插入排序问题，数据量巨大时。

1. 将数的个数设为 n，取奇数 k=n/2，将下标差值为 k 的数分为一组，构成有序序列。

2. 再取 k=k/2 ，将下标差值为 k 的书分为一组，构成有序序列。

3. 重复第二步，直到 k=1 执行简单插入排序。

如何写成代码：

1. 首先确定分的组数。

2. 然后对组中元素进行插入排序。

3. 然后将 length/2，重复 1,2 步，直到 length=0 为止。

代码实现如下：

public  void sheelSort(int[] a){
        int d  = a.length;
        while (d!=0) {
            d=d/2;
            for (int x = 0; x < d; x++) {
                for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {
                    int j = i - d;
                    int temp = a[i];
                    for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {
                        a[j + d] = a[j];
                    }
                    a[j + d] = temp;
                }
            }
        }
    }

三、简单选择排序

常用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比较都交换，那么就是交换排序；如果每次比较完一个循环再交换，就是简单选择排序。)

1. 遍历整个序列，将最小的数放在最前面。

2. 遍历剩下的序列，将最小的数放在最前面。

3. 重复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：

1. 首先确定循环次数，并且记住当前数字和当前位置。

2. 将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比，小数赋值给 key，并记住小数的位置。

3. 比对完成后，将最小的值与第一个数的值交换。

4. 重复 2、3 步。

代码实现如下：

    public void selectSort(int[] a) {
        int length = a.length;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int key = a[i];
            int position=i;
            for (int j = i + 1; j < length; j++) {
                if (a[j] < key) {
                    key = a[j];
                    position = j;
                }
            }
            a[position]=a[i];
            a[i]=key;
        }
    }

四、堆排序

对简单选择排序的优化。

1. 将序列构建成大顶堆。

2. 将根节点与最后一个节点交换，然后断开最后一个节点。

3. 重复第一、二步，直到所有节点断开。

代码实现如下：

public  void heapSort(int[] a){
        System.out.println("开始排序");
        int arrayLength=a.length;

        for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){

            buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);

            swap(a,0,arrayLength-1-i);
            System.out.println(Arrays.toString(a));
        }
    }
    private  void swap(int[] data, int i, int j) {

        int tmp=data[i];
        data[i]=data[j];
        data[j]=tmp;
    }

    private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {

        for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){

            int k=i;

            while(k*2+1<=lastIndex){

                int biggerIndex=2*k+1;

                if(biggerIndex<lastIndex){

                    if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){

                        biggerIndex++;
                    }
                }

                if(data[k]<data[biggerIndex]){

                    swap(data,k,biggerIndex);

                    k=biggerIndex;
                }else{
                    break;
                }
            }
        }
    }

五、冒泡排序

一般不用。

1. 将序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。

2. 将剩余序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。

3. 重复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：

1. 设置循环次数。

2. 设置开始比较的位数，和结束的位数。

3. 两两比较，将最小的放到前面去。

4. 重复 2、3 步，直到循环次数完毕。

代码实现如下：

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

六、快速排序

要求时间最快时。

1. 选择第一个数为 p，小于 p 的数放在左边，大于 p 的数放在右边。

2. 递归的将 p 左边和右边的数都按照第一步进行，直到不能递归。

代码实现如下：

public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {   
    if (start < end) {   
        int base = numbers[start]; 
        int temp; 
        int i = start, j = end;   
        do {   
            while ((numbers[i] < base) && (i < end))   
                i++;   
            while ((numbers[j] > base) && (j > start))   
                j--;   
            if (i <= j) {   
                temp = numbers[i];   
                numbers[i] = numbers[j];   
                numbers[j] = temp;   
                i++;   
                j--;   
            }   
        } while (i <= j);   
        if (start < j)   
            quickSort(numbers, start, j);   
        if (end > i)   
            quickSort(numbers, i, end);   
    }   
}  

七、归并排序

速度仅次于快排，内存少的时候使用，可以进行并行计算的时候使用。

1. 选择相邻两个数组成一个有序序列。

2. 选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

3. 重复第二步，直到全部组成一个有序序列。

代码实现如下：

public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {   
    int t = 1;
    int size = right - left + 1;   
    while (t < size) {   
        int s = t;
        t = 2 * s;   
        int i = left;   
        while (i + (t - 1) < size) {   
            merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));   
            i += t;   
        }   
        if (i + (s - 1) < right)   
            merge(numbers, i, i + (s - 1), right);   
    }   
}   
private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {   
    int[] B = new int[data.length];   
    int s = p;   
    int t = q + 1;   
    int k = p;   
    while (s <= q && t <= r) {   
        if (data[s] <= data[t]) {   
            B[k] = data[s];   
            s++;   
        } else {   
            B[k] = data[t];   
            t++;   
        }   
        k++;   
    }   
    if (s == q + 1)   
        B[k++] = data[t++];   
    else  
        B[k++] = data[s++];   
    for (int i = p; i <= r; i++)   
        data[i] = B[i];   
}  

八、把基数排序

用于大量数，很长的数进行排序时。

1. 将所有的数的个位数取出，按照个位数进行排序，构成一个序列。

2. 将新构成的所有的数的十位数取出，按照十位数进行排序，构成一个序列。

代码实现如下：

public void sort(int[] array) {

        int max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (array[i] > max) {
                max = array[i];
            }
        }
        int time = 0;

        while (max > 0) {
            max /= 10;
            time++;
        }

        List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
            queue.add(queue1);
        }

        for (int i = 0; i < time; 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<Integer> queue2 = queue.get(x);
                queue2.add(array[j]);
                queue.set(x, queue2);
            }
            int count = 0;

            for (int k = 0; k < 10; k++) {
                while (queue.get(k).size() > 0) {
                    ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);
                    array[count] = queue3.get(0);
                    queue3.remove(0);
                    count++;
                }
            }
        }
    }

最后，祝大家技术在沉淀中升华。

写在最后：

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原文地址：https://blog.51cto.com/14570694/2507492