Java程序员必须掌握的8大排序算法

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本文主要详解了Java语言的8大排序的基本思想以及实例解读,详细请看下文

8种排序之间的关系:

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8种排序之间的关系:

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1, 直接插入排序

(1)基本思想:在要排序的一组数中,假设前面(n-1)[n>=2] 个数已经是排

好顺序的,现在要把第n个数插到前面的有序数中,使得这n个数

也是排好顺序的。如此反复循环,直到全部排好顺序。

(2)实例

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(3)用java实现

 package com.njue;  

public class insertSort {  
public insertSort(){  
    inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};  
    int temp=0;  
    for(int i=1;i<a.length;i++){  
       int j=i-1;  
       temp=a[i];  
       for(;j>=0&&temp<a[j];j--){  
       a[j+1]=a[j];                       //将大于temp的值整体后移一个单位  
       }  
       a[j+1]=temp;  
    }  
    for(int i=0;i<a.length;i++)  
       System.out.println(a[i]);  
}  
}

1, 直接插入排序

(1)基本思想:在要排序的一组数中,假设前面(n-1)[n>=2] 个数已经是排

好顺序的,现在要把第n个数插到前面的有序数中,使得这n个数

也是排好顺序的。如此反复循环,直到全部排好顺序。

(2)实例

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(3)用java实现

 package com.njue;  

public class insertSort {  
public insertSort(){  
    inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};  
    int temp=0;  
    for(int i=1;i<a.length;i++){  
       int j=i-1;  
       temp=a[i];  
       for(;j>=0&&temp<a[j];j--){  
       a[j+1]=a[j];                       //将大于temp的值整体后移一个单位  
       }  
       a[j+1]=temp;  
    }  
    for(int i=0;i<a.length;i++)  
       System.out.println(a[i]);  
}  
}

2,希尔排序(最小增量排序)

(1)基本思想:算法先将要排序的一组数按某个增量d(n/2,n为要排序数的个数)分成若干组,每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序,然后再用一个较小的增量(d/2)对它进行分组,在每组中再进行直接插入排序。当增量减到1时,进行直接插入排序后,排序完成。

(2)实例:

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(3)用java实现

public class shellSort {  
public  shellSort(){  
    int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};  
    double d1=a.length;  
    int temp=0;  
    while(true){  
        d1= Math.ceil(d1/2);  
        int d=(int) d1;  
        for(int x=0;x<d;x++){  
            for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){  
                int j=i-d;  
                temp=a[i];  
                for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){  
                a[j+d]=a[j];  
                }  
                a[j+d]=temp;  
            }  
        }  
        if(d==1)  
            break;  
    }  
    for(int i=0;i<a.length;i++)  
        System.out.println(a[i]);  
}  
}

2,希尔排序(最小增量排序)

(1)基本思想:算法先将要排序的一组数按某个增量d(n/2,n为要排序数的个数)分成若干组,每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序,然后再用一个较小的增量(d/2)对它进行分组,在每组中再进行直接插入排序。当增量减到1时,进行直接插入排序后,排序完成。

(2)实例:

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(3)用java实现

public class shellSort {  
public  shellSort(){  
    int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};  
    double d1=a.length;  
    int temp=0;  
    while(true){  
        d1= Math.ceil(d1/2);  
        int d=(int) d1;  
        for(int x=0;x<d;x++){  
            for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){  
                int j=i-d;  
                temp=a[i];  
                for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){  
                a[j+d]=a[j];  
                }  
                a[j+d]=temp;  
            }  
        }  
        if(d==1)  
            break;  
    }  
    for(int i=0;i<a.length;i++)  
        System.out.println(a[i]);  
}  
}

3.简单选择排序

(1)基本思想:在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第一个位置的数交换;

然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换,如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。

(2)实例:

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(3)用java实现

public class selectSort {  
    public selectSort(){  
        int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45};  
        int position=0;  
        for(int i=0;i<a.length;i++){  

            int j=i+1;  
            position=i;  
            int temp=a[i];  
            for(;j<a.length;j++){  
            if(a[j]<temp){  
                temp=a[j];  
                position=j;  
            }  
            }  
            a[position]=a[i];  
            a[i]=temp;  
        }  
        for(int i=0;i<a.length;i++)  
            System.out.println(a[i]);  
    }  
}

3.简单选择排序

澳门新葡亰3522平台游戏,(1)基本思想:在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第一个位置的数交换;

然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换,如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。

(2)实例:

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(3)用java实现

public class selectSort {  
    public selectSort(){  
        int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45};  
        int position=0;  
        for(int i=0;i<a.length;i++){  

            int j=i+1;  
            position=i;  
            int temp=a[i];  
            for(;j<a.length;j++){  
            if(a[j]<temp){  
                temp=a[j];  
                position=j;  
            }  
            }  
            a[position]=a[i];  
            a[i]=temp;  
        }  
        for(int i=0;i<a.length;i++)  
            System.out.println(a[i]);  
    }  
}

4,堆排序

(1)基本思想:堆排序是一种树形选择排序,是对直接选择排序的有效改进。

堆的定义如下:具有n个元素的序列(h1,h2,…,hn),当且仅当满足(hi>=h2i,hi>=2i+1)或(hi<=h2i,hi<=2i+1)
(i=1,2,…,n/2)时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。由堆的定义可以看出,堆顶元素(即第一个元素)必为最大项(大顶堆)。完全二叉树可以很直观地表示堆的结构。堆顶为根,其它为左子树、右子树。初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树,调整它们的存储序,使之成为一个堆,这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类推,直到只有两个节点的堆,并对它们作交换,最后得到有n个节点的有序序列。从算法描述来看,堆排序需要两个过程,一是建立堆,二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数,二是反复调用渗透函数实现排序的函数。

(2)实例:

初始序列:46,79,56,38,40,84

建堆:

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交换,从堆中踢出最大数

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依次类推:最后堆中剩余的最后两个结点交换,踢出一个,排序完成。

(3)用java实现

import java.util.Arrays;  

public class HeapSort {  
     int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};  
    public  HeapSort(){  
        heapSort(a);  
    }  
    public  void heapSort(int[] a){  
        System.out.println("开始排序");  
        int arrayLength=a.length;  
        //循环建堆  
        for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){  
            //建堆  

      buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);  
            //交换堆顶和最后一个元素  
            swap(a,0,arrayLength-1-i);  
            System.out.println(Arrays.toString(a));  
        }  
    }  

    private  void swap(int[] data, int i, int j) {  
        // TODO Auto-generated method stub  
        int tmp=data[i];  
        data[i]=data[j];  
        data[j]=tmp;  
    }  
    //对data数组从0到lastIndex建大顶堆  
    private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {  
        // TODO Auto-generated method stub  
        //从lastIndex处节点(最后一个节点)的父节点开始  
        for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){  
            //k保存正在判断的节点  
            int k=i;  
            //如果当前k节点的子节点存在  
            while(k*2+1<=lastIndex){  
                //k节点的左子节点的索引  
                int biggerIndex=2*k+1;  
                //如果biggerIndex小于lastIndex,即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在  
                if(biggerIndex<lastIndex){  
                    //若果右子节点的值较大  
                    if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){  
                        //biggerIndex总是记录较大子节点的索引  
                        biggerIndex++;  
                    }  
                }  
                //如果k节点的值小于其较大的子节点的值  
                if(data[k]<data[biggerIndex]){  
                    //交换他们  
                    swap(data,k,biggerIndex);  
                    //将biggerIndex赋予k,开始while循环的下一次循环,重新保证k节点的值大于其左右子节点的值  
                    k=biggerIndex;  
                }else{  
                    break;  
                }  
            }
        }
    }
}