一、冒泡排序

冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序算法。它重復(fù)地走訪過要排序的數(shù)列，一次比較兩個(gè)元素，如果他們的順序錯(cuò)誤就把他們交換過來。走訪數(shù)列的工作是重復(fù)地進(jìn)行直到?jīng)]有再需要交換，也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成。這個(gè)算法的名字由來是因?yàn)樵叫〉脑貢?huì)經(jīng)由交換慢慢“浮”到數(shù)列的頂端。
　　冒泡排序的示例：

冒泡排序的算法實(shí)現(xiàn)如下:【排序后，數(shù)組從小到大排列】

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/** 冒泡排序* 比較相鄰的元素。如果第一個(gè)比第二個(gè)大，就交換他們兩個(gè)。 * 對(duì)每一對(duì)相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對(duì)到結(jié)尾的最后一對(duì)。在這一點(diǎn)，最后的元素應(yīng)該會(huì)是最大的數(shù)。 * 針對(duì)所有的元素重復(fù)以上的步驟，除了最后一個(gè)。* 持續(xù)每次對(duì)越來越少的元素重復(fù)上面的步驟，直到?jīng)]有任何一對(duì)數(shù)字需要比較。 * @param numbers 需要排序的整型數(shù)組*/ public static void bubbleSort(int[] numbers) {int temp = 0;int size = numbers.length;for(int i = 0 ; i < size-1; i ++){for(int j = 0 ;j < size-1-i ; j++){if(numbers[j] > numbers[j+1]) //交換兩數(shù)位置{temp = numbers[j];numbers[j] = numbers[j+1];numbers[j+1] = temp;}}} }

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二、快速排序

快速排序的基本思想：
通過一趟排序?qū)⒋判蛴涗浄指畛瑟?dú)立的兩部分，其中一部分記錄的關(guān)鍵字均比另一部分關(guān)鍵字小，則分別對(duì)這兩部分繼續(xù)進(jìn)行排序，直到整個(gè)序列有序。
快速排序的示例：
（a）一趟排序的過程：

（b）排序的全過程：

　　把整個(gè)序列看做一個(gè)數(shù)組，把第零個(gè)位置看做中軸，和最后一個(gè)比，如果比它小交換，比它大不做任何處理；交換了以后再和小的那端比，比它小不交換，比他大交換。這樣循環(huán)往復(fù)，一趟排序完成，左邊就是比中軸小的，右邊就是比中軸大的，然后再用分治法，分別對(duì)這兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)組進(jìn)行排序。

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代碼實(shí)現(xiàn)如下：
1.查找中軸（最低位作為中軸）所在位置：

/*** 查找出中軸（默認(rèn)是最低位low）的在numbers數(shù)組排序后所在位置* * @param numbers 帶查找數(shù)組* @param low 開始位置* @param high 結(jié)束位置* @return 中軸所在位置*/ public static int getMiddle(int[] numbers, int low,int high) {int temp = numbers[low]; //數(shù)組的第一個(gè)作為中軸while(low < high){while(low < high && numbers[high] >= temp){high--;}numbers[low] = numbers[high];//比中軸小的記錄移到低端while(low < high && numbers[low] < temp){low++;}numbers[high] = numbers[low] ; //比中軸大的記錄移到高端}numbers[low] = temp ; //中軸記錄到尾return low ; // 返回中軸的位置 }

2、 遞歸形式的分治排序算法：

/*** * @param numbers 帶排序數(shù)組* @param low 開始位置* @param high 結(jié)束位置*/ public static void quickSort(int[] numbers,int low,int high) {if(low < high){int middle = getMiddle(numbers,low,high); //將numbers數(shù)組進(jìn)行一分為二quickSort(numbers, low, middle-1); //對(duì)低字段表進(jìn)行遞歸排序quickSort(numbers, middle+1, high); //對(duì)高字段表進(jìn)行遞歸排序}}

3、快速排序提供方法調(diào)用：

/*** 快速排序* @param numbers 帶排序數(shù)組*/ public static void quick(int[] numbers) {if(numbers.length > 0) //查看數(shù)組是否為空{(diào)quickSort(numbers, 0, numbers.length-1);} }

分析：
　　快速排序是通常被認(rèn)為在同數(shù)量級(jí)（O(nlog2n)）的排序方法中平均性能最好的。但若初始序列按關(guān)鍵碼有序或基本有序時(shí)，快排序反而蛻化為冒泡排序。為改進(jìn)之，通常以“三者取中法”來選取基準(zhǔn)記錄，即將排序區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)與中點(diǎn)三個(gè)記錄關(guān)鍵碼居中的調(diào)整為支點(diǎn)記錄。快速排序是一個(gè)不穩(wěn)定的排序方法。

三、方法測(cè)試

打印函數(shù)：

public static void printArr(int[] numbers) {for(int i = 0 ; i < numbers.length ; i ++ ){System.out.print(numbers[i] + ",");}System.out.println(""); }

測(cè)試：

public static void main(String[] args) {int[] numbers = {10,20,15,0,6,7,2,1,-5,55};System.out.print("排序前：");printArr(numbers);bubbleSort(numbers);System.out.print("冒泡排序后：");printArr(numbers);quick(numbers);System.out.print("快速排序后：");printArr(numbers); }

結(jié)果：

排序前：10,20,15,0,6,7,2,1,-5,55, 冒泡排序后：-5,0,1,2,6,7,10,15,20,55, 快速排序后：-5,0,1,2,6,7,10,15,20,55,

四、選擇排序

1、基本思想：在要排序的一組數(shù)中，選出最小的一個(gè)數(shù)與第一個(gè)位置的數(shù)交換；然后在剩下的數(shù)當(dāng)中再找最小的與第二個(gè)位置的數(shù)交換，如此循環(huán)到倒數(shù)第二個(gè)數(shù)和最后一個(gè)數(shù)比較為止。
　　2、實(shí)例：

　　3、算法實(shí)現(xiàn)：

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/*** 選擇排序算法* 在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置 * 再從剩余未排序元素中繼續(xù)尋找最小元素，然后放到排序序列末尾。 * 以此類推，直到所有元素均排序完畢。 * @param numbers*/ public static void selectSort(int[] numbers) { int size = numbers.length; //數(shù)組長(zhǎng)度 int temp = 0 ; //中間變量for(int i = 0 ; i < size ; i++) {int k = i; //待確定的位置//選擇出應(yīng)該在第i個(gè)位置的數(shù)for(int j = size -1 ; j > i ; j--){if(numbers[j] < numbers[k]){k = j;}}//交換兩個(gè)數(shù)temp = numbers[i];numbers[i] = numbers[k];numbers[k] = temp; } }

五、插入排序

1、基本思想：每步將一個(gè)待排序的記錄，按其順序碼大小插入到前面已經(jīng)排序的字序列的合適位置（從后向前找到合適位置后），直到全部插入排序完為止。
　　2、實(shí)例：

　　3、算法實(shí)現(xiàn)：

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/** * 插入排序* * 從第一個(gè)元素開始，該元素可以認(rèn)為已經(jīng)被排序* 取出下一個(gè)元素，在已經(jīng)排序的元素序列中從后向前掃描 * 如果該元素（已排序）大于新元素，將該元素移到下一位置 * 重復(fù)步驟3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置 * 將新元素插入到該位置中 * 重復(fù)步驟2 * @param numbers 待排序數(shù)組*/ public static void insertSort(int[] numbers) { int size = numbers.length; int temp = 0 ; int j = 0;for(int i = 0 ; i < size ; i++) {temp = numbers[i];//假如temp比前面的值小，則將前面的值后移for(j = i ; j > 0 && temp < numbers[j-1] ; j --){numbers[j] = numbers[j-1];}numbers[j] = temp; } }

4、效率：
時(shí)間復(fù)雜度：O（n^2）.

六、希爾算法

1、基本思想：
先將整個(gè)待排序的記錄序列分割成為若干子序列分別進(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)行依次直接插入排序。
2、操作方法：

<code>
1、選擇一個(gè)增量序列t1，t2，…，tk，其中ti>tj，tk=1；
2、按增量序列個(gè)數(shù)k，對(duì)序列進(jìn)行k 趟排序；
3、每趟排序，根據(jù)對(duì)應(yīng)的增量ti，將待排序列分割成若干長(zhǎng)度為m 的子序列，分別對(duì)各子表進(jìn)行直接插入排序。僅增量因子為1 時(shí)，整個(gè)序列作為一個(gè)表來處理，表長(zhǎng)度即為整個(gè)序列的長(zhǎng)度。
</code>

希爾排序的示例：

3、****算法實(shí)現(xiàn)：

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/**希爾排序的原理:根據(jù)需求，如果你想要結(jié)果從大到小排列，它會(huì)首先將數(shù)組進(jìn)行分組，然后將較大值移到前面，較小值* 移到后面，最后將整個(gè)數(shù)組進(jìn)行插入排序，這樣比起一開始就用插入排序減少了數(shù)據(jù)交換和移動(dòng)的次數(shù)，可以說希爾排序是加強(qiáng)* 版的插入排序* 拿數(shù)組5, 2, 8, 9, 1, 3，4來說，數(shù)組長(zhǎng)度為7，當(dāng)increment為3時(shí)，數(shù)組分為兩個(gè)序列* 5，2，8和9，1，3，4，第一次排序，9和5比較，1和2比較，3和8比較，4和比其下標(biāo)值小increment的數(shù)組值相比較* 此例子是按照從大到小排列，所以大的會(huì)排在前面，第一次排序后數(shù)組為9, 2, 8, 5, 1, 3，4* 第一次后increment的值變?yōu)?/2=1,此時(shí)對(duì)數(shù)組進(jìn)行插入排序，*實(shí)現(xiàn)數(shù)組從大到小排*/public static void shellSort(int[] data) {int j = 0;int temp = 0;//每次將步長(zhǎng)縮短為原來的一半for (int increment = data.length / 2; increment > 0; increment /= 2){for (int i = increment; i < data.length; i++) {temp = data[i];for (j = i; j >= increment; j -= increment) {if(temp > data[j - increment])//如想從小到大排只需修改這里{ data[j] = data[j - increment];}else{break;}} data[j] = temp;}}}

4、效率：
時(shí)間復(fù)雜度：O（n^2）.

七、 歸并排序算法

基本思想：
　　歸并（Merge）排序法是將兩個(gè)（或兩個(gè)以上）有序表合并成一個(gè)新的有序表，即把待排序序列分為若干個(gè)子序列，每個(gè)子序列是有序的。然后再把有序子序列合并為整體有序序列。
歸并排序示例：

合并方法：
設(shè)r[i…n]由兩個(gè)有序子表r[i…m]和r[m+1…n]組成，兩個(gè)子表長(zhǎng)度分別為n-i +1、n-m。

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1、j=m+1；k=i；i=i; //置兩個(gè)子表的起始下標(biāo)及輔助數(shù)組的起始下標(biāo) 2、若i>m 或j>n，轉(zhuǎn)⑷ //其中一個(gè)子表已合并完，比較選取結(jié)束 3、//選取r[i]和r[j]較小的存入輔助數(shù)組rf如果r[i]<r[j]，rf[k]=r[i]； i++； k++； 轉(zhuǎn)⑵否則，rf[k]=r[j]； j++； k++； 轉(zhuǎn)⑵ 4、//將尚未處理完的子表中元素存入rf如果i<=m，將r[i…m]存入rf[k…n] //前一子表非空如果j<=n , 將r[j…n] 存入rf[k…n] //后一子表非空 5、合并結(jié)束。

算法實(shí)現(xiàn)：

/*** 歸并排序* 簡(jiǎn)介:將兩個(gè)（或兩個(gè)以上）有序表合并成一個(gè)新的有序表 即把待排序序列分為若干個(gè)子序列，每個(gè)子序列是有序的。然后再把有序子序列合并為整體有序序列* 時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)* 穩(wěn)定排序方式* @param nums 待排序數(shù)組* @return 輸出有序數(shù)組*/ public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {int mid = (low + high) / 2;if (low < high) {// 左邊sort(nums, low, mid);// 右邊sort(nums, mid + 1, high);// 左右歸并merge(nums, low, mid, high);}return nums; }/*** 將數(shù)組中l(wèi)ow到high位置的數(shù)進(jìn)行排序* @param nums 待排序數(shù)組* @param low 待排的開始位置* @param mid 待排中間位置* @param high 待排結(jié)束位置*/ public static void merge(int[] nums, int low, int mid, int high) {int[] temp = new int[high - low + 1];int i = low;// 左指針int j = mid + 1;// 右指針int k = 0;// 把較小的數(shù)先移到新數(shù)組中while (i <= mid && j <= high) {if (nums[i] < nums[j]) {temp[k++] = nums[i++];} else {temp[k++] = nums[j++];}}// 把左邊剩余的數(shù)移入數(shù)組while (i <= mid) {temp[k++] = nums[i++];}// 把右邊邊剩余的數(shù)移入數(shù)組while (j <= high) {temp[k++] = nums[j++];}// 把新數(shù)組中的數(shù)覆蓋nums數(shù)組for (int k2 = 0; k2 < temp.length; k2++) {nums[k2 + low] = temp[k2];} }

八、堆排序算法

1、基本思想：
　　堆排序是一種樹形選擇排序，是對(duì)直接選擇排序的有效改進(jìn)。
　　堆的定義下：具有n個(gè)元素的序列 （h1,h2,...,hn),當(dāng)且僅當(dāng)滿足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1） (i=1,2,...,n/2)時(shí)稱之為堆。在這里只討論滿足前者條件的堆。由堆的定義可以看出，堆頂元素（即第一個(gè)元素）必為最大項(xiàng)（大頂堆）。完全二 叉樹可以很直觀地表示堆的結(jié)構(gòu)。堆頂為根，其它為左子樹、右子樹。
　　思想:初始時(shí)把要排序的數(shù)的序列看作是一棵順序存儲(chǔ)的二叉樹，調(diào)整它們的存儲(chǔ)序，使之成為一個(gè) 堆，這時(shí)堆的根節(jié)點(diǎn)的數(shù)最大。然后將根節(jié)點(diǎn)與堆的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)交換。然后對(duì)前面(n-1)個(gè)數(shù)重新調(diào)整使之成為堆。依此類推，直到只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的堆，并對(duì) 它們作交換，最后得到有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的有序序列。從算法描述來看，堆排序需要兩個(gè)過程，一是建立堆，二是堆頂與堆的最后一個(gè)元素交換位置。所以堆排序有兩個(gè)函數(shù)組成。一是建堆的滲透函數(shù)，二是反復(fù)調(diào)用滲透函數(shù)實(shí)現(xiàn)排序的函數(shù)。
2、實(shí)例：
初始序列：46,79,56,38,40,84
　　建堆：

　　交換，從堆中踢出最大數(shù)：

依次類推：最后堆中剩余的最后兩個(gè)結(jié)點(diǎn)交換，踢出一個(gè)，排序完成。
3.算法實(shí)現(xiàn)：

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public class HeapSort {public static void main(String[] args) {int[] a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64};int arrayLength=a.length; //循環(huán)建堆 for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){ //建堆 buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i); //交換堆頂和最后一個(gè)元素 swap(a,0,arrayLength-1-i); System.out.println(Arrays.toString(a)); } }//對(duì)data數(shù)組從0到lastIndex建大頂堆public static void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex){//從lastIndex處節(jié)點(diǎn)（最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)）的父節(jié)點(diǎn)開始 for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){//k保存正在判斷的節(jié)點(diǎn) int k=i;//如果當(dāng)前k節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)存在 while(k*2+1<=lastIndex){//k節(jié)點(diǎn)的左子節(jié)點(diǎn)的索引 int biggerIndex=2*k+1;//如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k節(jié)點(diǎn)的右子節(jié)點(diǎn)存在if(biggerIndex<lastIndex){ //若果右子節(jié)點(diǎn)的值較大 if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){ //biggerIndex總是記錄較大子節(jié)點(diǎn)的索引 biggerIndex++; } } //如果k節(jié)點(diǎn)的值小于其較大的子節(jié)點(diǎn)的值 if(data[k]<data[biggerIndex]){ //交換他們 swap(data,k,biggerIndex); //將biggerIndex賦予k，開始while循環(huán)的下一次循環(huán)，重新保證k節(jié)點(diǎn)的值大于其左右子節(jié)點(diǎn)的值 k=biggerIndex; }else{ break; } }}}//交換private static void swap(int[] data, int i, int j) { int tmp=data[i]; data[i]=data[j]; data[j]=tmp; } }

九、各種算法的時(shí)間復(fù)雜度

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作者：shadow000902
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來源：簡(jiǎn)書
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的必须知道的八大种排序算法【java实现】的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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