排序算法汇总

参考书籍–《啊哈！算法》 作者：啊哈磊

首先提出一个问题：班内有5名同学，成绩分别为5，8，2，4，2分（满分10分），需要将成绩从小到大排序

简化版 桶排序
时间复杂度O(N)

import java.util.Scanner;public class Bucket_sort {public static void main(String[] args) {Scanner input = new Scanner(System.in);int n = input.nextInt();/*** 需要进行排序的数字范围在 0-5之间* */int[] a = new int[6];/*** 注意并非将数据存起来，而是在对应的“桶”内计数，最后统计出现次数* */for (int i = 0; i < n; i++) {int k = input.nextInt();a[k]++;}/*** 打印 内循环控制重复数据要重复读取* */for (int i = 0; i < 6; i++) {for (int j = 0; j < a[i] ; j++) {System.out.println(i);}}}
}

存疑一：这样成绩是按顺序存起来了，但是如果现在的情况是Lili 5分，Tony 8分，Joy 2分，Peter 3分，Ben 2分。如何在保证姓名和成绩对应的情况下排序呢？？
另一方面，桶排序需要用到的“桶”的个数跟数据的最大值有关系，这里满分为10分只需要10个桶，但是如果数据量较少，但是数据的值较大的时候则会浪费大量空间。

冒泡排序算法
时间复杂度O(n^2)

import java.util.Scanner;public class Bubble_sort {public static void main(String[] args) {Scanner input = new Scanner(System.in);int[] a = new int[100];int n  =input.nextInt();/*** 输入n个数* */for (int i = 0; i < n; i++) {a[i] = input.nextInt();}/*** 冒泡排序核心算法* */for (int i = 0; i < n-1; i++) {for (int j = i+1; j < n; j++) {if (a[i] > a[j]) {int temp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = temp;}}}/*** 打印* */for (int i = 0; i < n; i++) {System.out.print(a[i] + " ");}}
}

上面的冒泡排序为基本的算法，若想解决存疑一，只需要稍加变通即可实现

存疑二：冒泡排序解决了桶排序浪费空间的难题，但是这种排序算法采用双重循环，时间复杂度为指数级别，效率实在是不够好，有没有可以更快捷的方法呢？

快速排序
时间复杂度O(N·logN)

import java.util.Scanner;public class Fast_sort {static int n;static int[] a;public static void main(String[] args) {Scanner input = new Scanner(System.in);n = input.nextInt();a = new int[n];for (int i = 0; i < n; i++) {a[i] = input.nextInt();}fastsort(0, n-1);/*** 打印* */for (int i = 0; i < n; i++) {System.out.print(a[i] + " ");}}public static void fastsort(int left, int right) {if (left > right) {return;}int temp = a[left];int i = left;int j = right;/*** i == j 的时候为“一趟”结束的时候* */while (i != j) {/*** 顺序一定要从j开始，* a[j]如果不小于temp则前进,a[i]如果不大于temp则前进** */while (a[j] >= temp && i < j) {j--;}while (a[i] <= temp && i < j) {i++;}/*** 前进过程出现跳出while循环，则需要进行交换* */if (i < j) {int t = a[i];a[i] = a[j];a[j] = t;}}/*** 基准归位* */a[left] = a[i];a[i] = temp;/*** 处理左侧* */fastsort(left, i-1);/*** 处理右侧* */fastsort(i+1, right);}
}

通过快速排序就可以很好的解决存疑二中没有解决的问题了，这种排序算法在时间和空间上都得到了一个很好的利用。

再来一个问题：给出一串数字，这些数字没有顺序，而且还有许多重复的，我们需要完成排序和去重两个步骤
那么问题可以通过两种方法解决
1）先去重，后排序
解决思路：利用桶排序，在往“桶”中添加的时候，不采用a[i]++;，而是a[i] = 1;这样即使是重复的也不会多次计数了。
2）先排序，后去重
解决思路：可以利用冒泡和快排，由于排序完的序列，重复值都会在一个区间内，这样在输出的时候加个if判断即可实现。

存疑三：若是数据值十分巨大，该如何选择算法？
若数据量十分庞大，又该如何选择算法？

显然，对于数据值较大的题目，桶排序并不适合
而对于数据量较多的题目，冒泡排序要运行相当长的时间。所以快速排序真的是一个有效、方便的算法呢！！！