java代码_Java 代码实现排序算法

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大家好，我是你们的导师，我每天都会在这里给大家分享一些干货内容(当然了，周末也要允许老师休息一下哈)。上次老师跟大家分享了下SpringBoot+Gradle+ MyBatisPlus3.x搭建企业级的后台分离框架的相关知识，今天跟大家分享Java 代码实现排序算法的知识。

1 Java 代码实现排序算法

参考来源：http://www.jianshu.com/p/5e171281a387

1.直接插入排序

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。

将第一个数和第二个数排序，然后构成一个有序序列
将第三个数插入进去，构成一个新的有序序列。
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：

首先设定插入次数，即循环次数，for(int i=1;i
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。
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。
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;//数组长度，将这个提取出来是为了提高速度。        int insertNum;//要插入的数        for(int i=1;i//插入的次数            insertNum=a[i];//要插入的数            int j=i-1;//已经排序好的序列元素个数            while(j>=0&&a[j]>insertNum){//序列从后到前循环，将大于insertNum的数向后移动一格                a[j+1]=a[j];//元素移动一格                j--;            }            a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。        }    }

2.希尔排序

对于直接插入排序问题，数据量巨大时。

将数的个数设为n，取奇数k=n/2，将下标差值为k的书分为一组，构成有序序列。
再取k=k/2 ，将下标差值为k的书分为一组，构成有序序列。
重复第二步，直到k=1执行简单插入排序。

如何写成代码：

首先确定分的组数。
然后对组中元素进行插入排序。
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++) {//分的组数                for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {//组中的元素，从第二个数开始                    int j = i - d;//j为有序序列最后一位的位数                    int temp = a[i];//要插入的元素                    for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {//从后往前遍历。                        a[j + d] = a[j];//向后移动d位                    }                    a[j + d] = temp;                }            }        }    }

3.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。)

遍历整个序列，将最小的数放在最前面。
遍历剩下的序列，将最小的数放在最前面。
重复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：

首先确定循环次数，并且记住当前数字和当前位置。
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。
比对完成后，将最小的值与第一个数的值交换。
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++) {//循环次数            int key = a[i];            int position=i;            for (int j = i + 1; j < length; j++) {//选出最小的值和位置                if (a[j] < key) {                    key = a[j];                    position = j;                }            }            a[position]=a[i];//交换位置            a[i]=key;        }    }

4.堆排序

对简单选择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。
将根节点与最后一个节点交换，然后断开最后一个节点。
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;        //循环建堆        for(int i=0;i-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                    //若果右子节点的值较大                    if(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]                    //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;                }            }        }    }

5.冒泡排序

一般不用。

将序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。
将剩余序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。
重复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：

设置循环次数。
设置开始比较的位数，和结束的位数。
两两比较，将最小的放到前面去。
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            for(int j=0;j-1;j++){                if(a[j]>a[j+1]){                    temp=a[j];                    a[j]=a[j+1];                    a[j+1]=temp;                }            }        }    }

6.快速排序

要求时间最快时。

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。
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]; // 选定的基准值(第一个数值作为基准值)        int temp; // 记录临时中间值        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);    }}

7.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。

选择相邻两个数组成一个有序序列。
选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。
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;// 每组元素个数    int size = right - left + 1;    while (t < size) {        int s = t;// 本次循环每组元素个数        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];}

8.基数排序

用于大量数，很长的数进行排序时。

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。
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) {        //首先确定排序的趟数;        int max = array[0];        for (int i = 1; i < array.length; i++) {            if (array[i] > max) {                max = array[i];            }        }        int time = 0;        //判断位数;        while (max > 0) {            max /= 10;            time++;        }        //建立10个队列;        Listqueue = new ArrayList();        for (int i = 0; i < 10; i++) {            ArrayList queue1 = new ArrayList();            queue.add(queue1);        }        //进行time次分配和收集;        for (int i = 0; i < time; i++) {            //分配数组元素;            for (int j = 0; j < array.length; j++) {                //得到数字的第time+1位数;                int x = array[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);                ArrayList queue2 = queue.get(x);                queue2.add(array[j]);                queue.set(x, queue2);            }            int count = 0;//元素计数器;            //收集队列元素;            for (int k = 0; k < 10; k++) {                while (queue.get(k).size() > 0) {                    ArrayList queue3 = queue.get(k);                    array[count] = queue3.get(0);                    queue3.remove(0);                    count++;                }            }        }    }