必須知道的排序算法

一、冒泡排序

冒泡排序是一種簡單的排序算法绩蜻。它重復地走訪過要排序的數(shù)列铣墨,一次比較兩個元素,如果他們的順序錯誤就把他們交換過來辜羊。走訪數(shù)列的工作是重復地進行直到?jīng)]有再需要交換踏兜,也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成词顾。這個算法的名字由來是因為越小的元素會經(jīng)由交換慢慢“浮”到數(shù)列的頂端八秃。

冒泡排序
//1.冒泡排序
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        int temp;
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }

二、快速排序

快速排序的基本思想:

通過一趟排序將待排序記錄分割成獨立的兩部分肉盹,其中一部分記錄的關鍵字均比另一部分關鍵字小昔驱,則分別對這兩部分繼續(xù)進行排序,直到整個序列有序上忍。
把整個序列看做一個數(shù)組骤肛,把第零個位置看做中軸,和最后一個比窍蓝,如果比它小交換腋颠,比它大不做任何處理;交換了以后再和小的那端比吓笙,比它小不交換淑玫,比他大交換。這樣循環(huán)往復,一趟排序完成絮蒿,左邊就是比中軸小的尊搬,右邊就是比中軸大的,然后再用分治法土涝,分別對這兩個獨立的數(shù)組進行排序佛寿。

//2、快速排序

    /**
     * @param arr        待排序列
     * @param leftIndex  待排序列起始位置
     * @param rightIndex 待排序列結束位置
     */
    private static void quickSort(int[] arr, int leftIndex, int rightIndex) {
        if (leftIndex >= rightIndex) {
            return;
        }
        //從左開始的起點
        int left = leftIndex;
        //從右開始的起點
        int right = rightIndex;
        //默認左側第一個元素為基準值
        int key = arr[left];
        //從兩頭開始交替掃描但壮,知道left=right
        while (left < right) {
            //先從右邊開始掃描
            while (left < right && arr[right] >= key) {
                right--;
            }
            //交換位置 把右邊<key的值移到左邊
            arr[left] = arr[right];
            //然后從左向右開始掃描
            while (left < right && arr[left] <= key) {
                left++;
            }
            //交換位置 把左邊>key的值移到右邊
            arr[right] = arr[left];
        }
        //基準值歸位
        arr[left] = key;
        //對基準值左側的數(shù)組進行排序
        quickSort(arr, leftIndex, left - 1);
        //對基準值右側的數(shù)組進行排序
        quickSort(arr, right + 1, rightIndex);
    }

三冀泻、選擇排序

基本思想:在要排序的一組數(shù)中,選出最小的一個數(shù)與第一個位置的數(shù)交換蜡饵;然后在剩下的數(shù)當中再找最小的與第二個位置的數(shù)交換腔长,如此循環(huán)到倒數(shù)第二個數(shù)和最后一個數(shù)比較為止。

 //3 選擇排序
    public static void selectSort(int[] arr) {
        int size = arr.length;
        int temp;
        int minIndex;
        for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
            minIndex = i;//暫定第i個元素的位置
            //找出i以后最小值验残,就是i位置上應該擺放的值捞附。 其索引即是 minIndex
            for (int j = i + 1; j < size; j++) {
                if (arr[minIndex] > arr[j]) {
                    minIndex = j;
                }
            }
            //交換兩個元素
            temp = arr[i];
            arr[i] = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = temp;
        }
    }

四、插入排序

1您没、基本思想:在要排序的一組數(shù)中鸟召,選出最小的一個數(shù)與第一個位置的數(shù)交換;然后在剩下的數(shù)當中再找最小的與第二個位置的數(shù)交換氨鹏,如此循環(huán)到倒數(shù)第二個數(shù)和最后一個數(shù)比較為止欧募。

//4、插入排序
    public static void insertSort(int[] arr) {
        int size = arr.length;
        int temp;
        int j;
        for (int i = 1; i < size; i++) {
            temp = arr[i];
            for (j = i - 1; j >= 0 && arr[j] > temp; j--) {
                arr[j + 1] = arr[j];
            }
            arr[j + 1] = temp;
        }
    }

五仆抵、希爾排序

希爾排序的原理:根據(jù)需求跟继,如果你想要結果從大到小排列,它會首先將數(shù)組進行分組镣丑,然后將較大值移到前面舔糖,較小值移到后面,最后將整個數(shù)組進行插入排序莺匠,這樣比起一開始就用插入排序減少了數(shù)據(jù)交換和移動的次數(shù)金吗,可以說希爾排序是加強版的插入排序

  • 拿數(shù)組5, 2, 8, 9, 1, 3,4來說趣竣,數(shù)組長度為7摇庙,當increment為3時,數(shù)組分為兩個序列
  • 5遥缕,2卫袒,8和9,1单匣,3夕凝,4烤蜕,第一次排序,9和5比較迹冤,1和2比較讽营,3和8比較,4和比其下標值小increment的數(shù)組值相比較
  • 此例子是按照從大到小排列泡徙,所以大的會排在前面橱鹏,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,此時對數(shù)組進行插入排序堪藐,
    *實現(xiàn)數(shù)組從大到小排
//5莉兰、希爾排序
    public static void shellSort(int[] arr) {
        int size = arr.length;
        int j;
        int temp;
        for (int increment = size / 2; increment > 0; increment /= 2) {
            for (int i = increment; i < size; i++) {
                temp = arr[i];
                for (j = i; j >= increment; j -= increment) {
                    if (temp < arr[j - increment]) {
                        arr[j] = arr[j - increment];
                    } else {
                        break;
                    }
                }
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }

六、歸并排序

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

//6捶朵、歸并排序
    public static int[] sort(int[] arr, int low, int high) {
        int mid = (low + high) / 2;
        if (low < high) {
            sort(arr, low, mid);
            sort(arr, mid + 1, high);
            merge(arr, low, high);
        }
        return arr;
    }

    public static void merge(int[] arr, int low, int high) {
        int[] temp = new int[high - low + 1];
        int mid = (low + high) / 2;
        int i = low;//左數(shù)組 指針
        int j = mid + 1;//右數(shù)組 指針
        int k = 0;//數(shù)組temp的指針
        while (i <= mid && j <= high) {//左右兩個數(shù)組,至少有一個會先加完即i>mid或j>high狂男,而退出循環(huán)
            if (arr[i] < arr[j]) {
                temp[k++] = arr[i++];
            } else {
                temp[k++] = arr[j++];
            }
        }
        //①综看,②以下兩個循環(huán)只會進入一個
        //①把左邊剩余的數(shù)移入數(shù)組
        while (i <= mid) {
            temp[k++] = arr[i++];
        }
        //②把右邊剩余的數(shù)移入數(shù)組
        while (j <= high) {
            temp[k++] = arr[j++];
        }
        
        //把臨時數(shù)組覆蓋到原數(shù)組
        for (int i1 = 0; i1 < temp.length; i1++) {
            arr[i1 + low] = temp[i1];
        }
    }
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