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Java程序員必知的8大排序

2012年07月12日18:36 閱讀: 18310 次

標簽: Java, 程序員, 8大排序

 

 

     1、 直接插入排序

 

    (1)基本思想:在要排序的一組數中,假設前面(n-1)[n>=2] 個數已經是排好順序的,現在要把第n個數插到前面的有序數中,使得這n個數也是排好順序的。如此反復循環,直到全部排好順序。

 

    (2)實例

 

 

     (3)用java實現

 

  1.     package com.njue;  
  2.    
  3. public class insertSort {  
  4. public insertSort(){  
  5.     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};  
  6.     int temp=0;  
  7.     for(int i=1;i<a.length;i++){  
  8.        int j=i-1;  
  9.        temp=a[i];  
  10.        for(;j>=0&&temp<a[j];j--){  
  11.        a[j+1]=a[j];                       //將大于temp的值整體后移一個單位  
  12.        }  
  13.        a[j+1]=temp;  
  14.     }  
  15.     for(int i=0;i<a.length;i++)  
  16.        System.out.println(a[i]);  
  17. }  
  18. }

 

    2、希爾排序(最小增量排序)

 

    (1)基本思想:算法先將要排序的一組數按某個增量d(n/2,n為要排序數的個數)分成若干組,每組中記錄的下標相差d.對每組中全部元素進行直接插入排序,然后再用一個較小的增量(d/2)對它進行分組,在每組中再進行直接插入排序。當增量減到1時,進行直接插入排序后,排序完成。

 

    (2)實例:

 

 

     (3)用java實現

  1. public class shellSort {  
  2. public  shellSort(){  
  3.     int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};  
  4.     double d1=a.length;  
  5.     int temp=0;  
  6.     while(true){  
  7.         d1= Math.ceil(d1/2);  
  8.         int d=(int) d1;  
  9.         for(int x=0;x<d;x++){  
  10.             for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){  
  11.                 int j=i-d;  
  12.                 temp=a[i];  
  13.                 for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){  
  14.                 a[j+d]=a[j];  
  15.                 }  
  16.                 a[j+d]=temp;  
  17.             }  
  18.         }  
  19.         if(d==1)  
  20.             break;  
  21.     }  
  22.     for(int i=0;i<a.length;i++)  
  23.         System.out.println(a[i]);  
  24. }  

 

      3、簡單選擇排序

 

    (1)基本思想:在要排序的一組數中,選出最小的一個數與第一個位置的數交換

    然后在剩下的數當中再找最小的與第二個位置的數交換,如此循環到倒數第二個數和最后一個數比較為止。

 

    (2)實例:

 

 

     (3)用java實現

  1. public class selectSort {  
  2.     public selectSort(){  
  3.         int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45};  
  4.         int position=0;  
  5.         for(int i=0;i<a.length;i++){  
  6.               
  7.             int j=i+1;  
  8.             position=i;  
  9.             int temp=a[i];  
  10.             for(;j<a.length;j++){  
  11.             if(a[j]<temp){  
  12.                 temp=a[j];  
  13.                 position=j;  
  14.             }  
  15.             }  
  16.             a[position]=a[i];  
  17.             a[i]=temp;  
  18.         }  
  19.         for(int i=0;i<a.length;i++)  
  20.             System.out.println(a[i]);  
  21.     }  
  22. }  

 

    4、堆排序

 

    (1)基本思想:堆排序是一種樹形選擇排序,是對直接選擇排序的有效改進。

    堆的定義如下:具有n個元素的序列(h1,h2,……,hn),當且僅當滿足(hi>=h2i,hi>=2i+1)或(hi<=h2i,hi<=2i+1) (i=1,2,……,n/2)時稱之為堆。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(即第一個元素)必為最大項(大頂堆)。完全二叉樹可以很直觀地表示堆的結構。堆頂為根,其它為左子樹、右子樹。初始時把要排序的數的序列看作是一棵順序存儲的二叉樹,調整它們的存儲序,使之成為一個堆,這時堆的根節點的數最大。然后將根節點與堆的最后一個節點交換。然后對前面(n-1)個數重新調整使之成為堆。依此類推,直到只有兩個節點的堆,并對它們作交換,最后得到有n個節點的有序序列。從算法描述來看,堆排序需要兩個過程,一是建立堆,二是堆頂與堆的最后一個元素交換位置。所以堆排序有兩個函數組成。一是建堆的滲透函數,二是反復調用滲透函數實現排序的函數。

 

    (2)實例:

    初始序列:46,79,56,38,40,84

    建堆:

 

 

     交換,從堆中踢出最大數

 

 

 

    依次類推:最后堆中剩余的最后兩個結點交換,踢出一個,排序完成。

 

    (3)用java實現

  1. import java.util.Arrays;  
  2. public class HeapSort {  
  3.      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};  
  4.     public  HeapSort(){  
  5.         heapSort(a);  
  6.     }  
  7.     public  void heapSort(int[] a){  
  8.         System.out.println("開始排序");  
  9.         int arrayLength=a.length;  
  10.         //循環建堆  
  11.         for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){  
  12.             //建堆  
  13.       buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);  
  14.             //交換堆頂和最后一個元素  
  15.             swap(a,0,arrayLength-1-i);  
  16.             System.out.println(Arrays.toString(a));  
  17.         }  
  18.     }  
  19.     private  void swap(int[] data, int i, int j) {  
  20.         // TODO Auto-generated method stub  
  21.         int tmp=data[i];  
  22.         data[i]=data[j];  
  23.         data[j]=tmp;  
  24.     }  
  25.     //對data數組從0到lastIndex建大頂堆  
  26.     private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {  
  27.         // TODO Auto-generated method stub  
  28.         //從lastIndex處節點(最后一個節點)的父節點開始  
  29.         for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){  
  30.             //k保存正在判斷的節點  
  31.             int k=i;  
  32.             //如果當前k節點的子節點存在  
  33.             while(k*2+1<=lastIndex){  
  34.                 //k節點的左子節點的索引  
  35.                 int biggerIndex=2*k+1;  
  36.                 //如果biggerIndex小于lastIndex,即biggerIndex+1代表的k節點的右子節點存在  
  37.                 if(biggerIndex<lastIndex){  
  38.                     //若果右子節點的值較大  
  39.                     if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){  
  40.                         //biggerIndex總是記錄較大子節點的索引  
  41.                         biggerIndex++;  
  42.                     }  
  43.                 }  
  44.                 //如果k節點的值小于其較大的子節點的值  
  45.                 if(data[k]<data[biggerIndex]){  
  46.                     //交換他們  
  47.                     swap(data,k,biggerIndex);  
  48.                     //將biggerIndex賦予k,開始while循環的下一次循環,重新保證k節點的值大于其左右子節點的值  
  49.                     k=biggerIndex;  
  50.                 }else{  
  51.                     break;  
  52.                 }  
  53.             }<p align="left">&nbsp;<span>   </span>}</p><p align="left">&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p><p align="left">&nbsp;<span style="background-color: white; ">}</span></p>  

 

    5、冒泡排序

 

    (1)基本思想:在要排序的一組數中,對當前還未排好序的范圍內的全部數,自上而下對相鄰的兩個數依次進行比較和調整,讓較大的數往下沉,較小的往上冒。即:每當兩相鄰的數比較后發現它們的排序與排序要求相反時,就將它們互換。

 

    (2)實例:

 

 

     (3)用java實現

  1. public class bubbleSort {  
  2. public  bubbleSort(){  
  3.      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};  
  4.     int temp=0;  
  5.     for(int i=0;i<a.length-1;i++){  
  6.         for(int j=0;j<a.length-1-i;j++){  
  7.         if(a[j]>a[j+1]){  
  8.             temp=a[j];  
  9.             a[j]=a[j+1];  
  10.             a[j+1]=temp;  
  11.         }  
  12.         }  
  13.     }  
  14.     for(int i=0;i<a.length;i++)  
  15.     System.out.println(a[i]);     
  16. }  
  17. }  

 

    6、快速排序

 

    (1)基本思想:選擇一個基準元素,通常選擇第一個元素或者最后一個元素,通過一趟掃描,將待排序列分成兩部分,一部分比基準元素小,一部分大于等于基準元素,此時基準元素在其排好序后的正確位置,然后再用同樣的方法遞歸地排序劃分的兩部分。

 

    (2)實例:

 

 

     (3)用java實現

  1. public class quickSort {  
  2.   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};  
  3. public  quickSort(){  
  4.     quick(a);  
  5.     for(int i=0;i<a.length;i++)  
  6.         System.out.println(a[i]);  
  7. }  
  8. public int getMiddle(int[] list, int low, int high) {     
  9.             int tmp = list[low];    //數組的第一個作為中軸     
  10.             while (low < high) {     
  11.                 while (low < high && list[high] >= tmp) {     
  12.       high--;     
  13.                 }     
  14.                 list[low] = list[high];   //比中軸小的記錄移到低端     
  15.                 while (low < high && list[low] <= tmp) {     
  16.                     low++;     
  17.                 }     
  18.                 list[high] = list[low];   //比中軸大的記錄移到高端     
  19.             }     
  20.            list[low] = tmp;              //中軸記錄到尾     
  21.             return low;                   //返回中軸的位置     
  22.         }    
  23. public void _quickSort(int[] list, int low, int high) {     
  24.             if (low < high) {     
  25.                int middle = getMiddle(list, low, high);  //將list數組進行一分為二     
  26.                 _quickSort(list, low, middle - 1);        //對低字表進行遞歸排序     
  27.                _quickSort(list, middle + 1, high);       //對高字表進行遞歸排序     
  28.             }     
  29.         }   
  30. public void quick(int[] a2) {     
  31.             if (a2.length > 0) {    //查看數組是否為空     
  32.                 _quickSort(a2, 0, a2.length - 1);     
  33.         }     
  34.        }   
  35. }  

 


    7、歸并排序

 

    (1)基本排序: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,即把待排序序列分為若干個子序列,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。

 

    (2)實例:

 

 

     (3)用java實現

  1. import java.util.Arrays;  
  2. public class mergingSort {  
  3. 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};  
  4. public  mergingSort(){  
  5.     sort(a,0,a.length-1);  
  6.     for(int i=0;i<a.length;i++)  
  7.         System.out.println(a[i]);  
  8. }  
  9. public void sort(int[] data, int left, int right) {  
  10.     // TODO Auto-generated method stub  
  11.     if(left<right){  
  12.         //找出中間索引  
  13.         int center=(left+right)/2;  
  14.         //對左邊數組進行遞歸  
  15.         sort(data,left,center);  
  16.         //對右邊數組進行遞歸  
  17.         sort(data,center+1,right);  
  18.         //合并  
  19.         merge(data,left,center,right);  
  20.           
  21.     }  
  22. }  
  23. public void merge(int[] data, int left, int center, int right) {  
  24.     // TODO Auto-generated method stub  
  25.     int [] tmpArr=new int[data.length];  
  26.     int mid=center+1;  
  27.     //third記錄中間數組的索引  
  28.     int third=left;  
  29.     int tmp=left;  
  30.     while(left<=center&&mid<=right){  
  31.    //從兩個數組中取出最小的放入中間數組  
  32.         if(data[left]<=data[mid]){  
  33.             tmpArr[third++]=data[left++];  
  34.         }else{  
  35.             tmpArr[third++]=data[mid++];  
  36.         }  
  37.     }  
  38.     //剩余部分依次放入中間數組  
  39.     while(mid<=right){  
  40.         tmpArr[third++]=data[mid++];  
  41.     }  
  42.     while(left<=center){  
  43.         tmpArr[third++]=data[left++];  
  44.     }  
  45.     //將中間數組中的內容復制回原數組  
  46.     while(tmp<=right){  
  47.         data[tmp]=tmpArr[tmp++];  
  48.     }  
  49.     System.out.println(Arrays.toString(data));  
  50. }  
  51. }  

 

    8、基數排序

 

    (1)基本思想:將所有待比較數值(正整數)統一為同樣的數位長度,數位較短的數前面補零。然后,從最低位開始,依次進行一次排序。這樣從最低位排序一直到最高位排序完成以后,數列就變成一個有序序列。

 

    (2)實例:

 

 

     (3)用java實現

  1. import java.util.ArrayList;  
  2. import java.util.List;  
  3. public class radixSort {  
  4.     int a[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,101,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};  
  5. public radixSort(){  
  6.     sort(a);  
  7.     for(int i=0;i<a.length;i++)  
  8.         System.out.println(a[i]);  
  9. }  
  10. public  void sort(int[] array){     
  11.                  
  12.             //首先確定排序的趟數;     
  13.         int max=array[0];     
  14.         for(int i=1;i<array.length;i++){     
  15.                if(array[i]>max){     
  16.                max=array[i];     
  17.                }     
  18.             }     
  19.     int time=0;     
  20.            //判斷位數;     
  21.             while(max>0){     
  22.                max/=10;     
  23.                 time++;     
  24.             }     
  25.                  
  26.         //建立10個隊列;     
  27.             List<ArrayList> queue=new ArrayList<ArrayList>();     
  28.             for(int i=0;i<10;i++){     
  29.                 ArrayList<Integer> queue1=new ArrayList<Integer>();   
  30.                 queue.add(queue1);     
  31.         }     
  32.                 
  33.             //進行time次分配和收集;     
  34.             for(int i=0;i<time;i++){     
  35.                      
  36.                 //分配數組元素;     
  37.                for(int j=0;j<array.length;j++){     
  38.                     //得到數字的第time+1位數;   
  39.                    int x=array[j]%(int)Math.pow(10, i+1)/(int)Math.pow(10, i);  
  40.                    ArrayList<Integer> queue2=queue.get(x);  
  41.                    queue2.add(array[j]);  
  42.                    queue.set(x, queue2);  
  43.             }     
  44.                 int count=0;//元素計數器;     
  45.             //收集隊列元素;     
  46.                 for(int k=0;k<10;k++){   
  47.                 while(queue.get(k).size()>0){  
  48.                     ArrayList<Integer> queue3=queue.get(k);  
  49.                         array[count]=queue3.get(0);     
  50.                         queue3.remove(0);  
  51.                     count++;  
  52.               }     
  53.             }     
  54.           }     
  55.                  
  56.    }    
  57. }
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