• 冒泡,选择,插入,快速排序在Java中的实现


         近几天再重新看数据结构的书时,根据各种排序的空间复杂度,发现快速排序所用时间是最短的,也即是说快速排序的速度最快。因此想验证一下具体这几个排序发的快慢,所以在Java中得以实现,同时在运行时,发现虽然快速排序的速度很快,但是它所消耗的内存是最大的。这也说明了当我们追求速度时,也必须要付出其他方面的代价。以下是几种方法的具体实现,及其所消耗的时间。

    首先在Java中随机生成20个1000以内的数,然后使用四种排序法分别进行排序,验证四种排序程序的无误,以下是具体结果:

    通过以上结果证明四种排序方法均可以达到排序目的,以下是对四种排序法时间的测试,观看各个测试时间的长短,具体结果如下所示:

    以上是对随机生成的10万个数进行排序时所需时间,从上显然可看出冒泡所需时间为27秒,选择排序为8秒,而插入排序为5秒,冒泡排序时间为0秒。所以冒泡是最慢的而选择居其次,快速排序是最快的。以下是具体代码:

      1 /**
      2  * 作者:曹家铭
      3  * 日期:2016,4,7
      4  * 功能:演示冒泡,选择,插入,快速排序的时间快慢程度比较
      5  */
      6 package com.Paixu;
      7 
      8 import java.util.Calendar;
      9 
     10 public class Paixu {
     11 
     12     public static void main(String[] args) {
     13         // TODO Auto-generated method stub
     14 
     15         int N=100000;
     16         int arr[]=new int[N];
     17         for(int i=0;i<N;i++)
     18         {
     19             int m=(int)(Math.random()*1000);
     20             arr[i]=m;
     21         }
     22         Bubble bubble=new Bubble();
     23         Select select=new Select();
     24         Insert insert=new Insert();
     25         Quick quick=new Quick();
     26         Calendar calendar=Calendar.getInstance();//打印当前系统时间
     27         //冒泡排序所用时间
     28         System.out.println("冒泡排序前的时间为:"+calendar.getTime());
     29         bubble.sort(arr);
     30         calendar=Calendar.getInstance();
     31         System.out.println("冒泡排序后的时间为:"+calendar.getTime());//打印排序后的时间*/
     32         //选择排序所用时间
     33         System.out.println("选择排序前的时间为:"+calendar.getTime());
     34         select.sort(arr);
     35         calendar=Calendar.getInstance();
     36         System.out.println("选择排序后的时间为:"+calendar.getTime());//打印排序后的时间*/
     37         //插入排序所用时间
     38         System.out.println("插入排序前的时间为:"+calendar.getTime());
     39         insert.sort(arr);
     40         calendar=Calendar.getInstance();
     41         System.out.println("插入排序后的时间为:"+calendar.getTime());//打印排序后的时间*/
     42         //快速排序所用时间
     43         System.out.println("快速排序前的时间为:"+calendar.getTime());
     44         quick.sort(0, arr.length-1, arr);
     45         calendar=Calendar.getInstance();
     46         System.out.println("快速排序后的时间为:"+calendar.getTime());//打印排序后的时间
     47         //冒泡排序后的结果
     48         bubble.sort(arr);
     49         System.out.println("冒泡排序之后的数组顺序为:");
     50         for(int i=0;i<arr.length;i++)
     51         {
     52             System.out.print(arr[i]+" ");
     53         }
     54         System.out.println();
     55         //选择排序后的结果
     56         select.sort(arr);
     57         System.out.println("选择排序之后的数组顺序为:");
     58         for(int i=0;i<arr.length;i++)
     59         {
     60             System.out.print(arr[i]+" ");
     61         }
     62         System.out.println();
     63         //插入排序的结果
     64         insert.sort(arr);
     65         System.out.println("插入排序之后的数组顺序为:");
     66         for(int i=0;i<arr.length;i++)
     67         {
     68             System.out.print(arr[i]+" ");
     69         }
     70         System.out.println();
     71         //快速排序的结果
     72         quick.sort(0, arr.length-1, arr);
     73         System.out.println("快速排序之后的数组顺序为:");
     74         for(int i=0;i<arr.length;i++)
     75         {
     76             System.out.print(arr[i]+" ");
     77         }
     78     }
     79 
     80 }
     81 //快速排序
     82 class Quick{
     83     public void sort(int fist,int last,int arry[]){
     84         int f=fist;
     85         int l=last;
     86         int mid=arry[(fist+last)/2];
     87         int temp=0;
     88         while(f<l){
     89             while(arry[f]<mid) f++;
     90             while(arry[l]>mid) l--;
     91             if(f>=l) break;
     92             temp=arry[f];
     93             arry[f]=arry[l];
     94             arry[l]=temp;
     95             if(arry[f]==mid) --l;
     96             if(arry[l]==mid) ++f;
     97             }
     98         if(f==l){
     99             f++;
    100             l--;
    101         }
    102         //利用递归快速排序
    103         if(fist<l) sort(fist,l,arry);
    104         if(last>f) sort(f,last,arry);
    105     }
    106 }
    107 //插入排序
    108 class Insert{
    109     public void sort(int arry[]){
    110         for(int i=1;i<arry.length;i++)
    111         {
    112             int InsertNum=arry[i];
    113             int Index=i-1;
    114             while(Index>=0&&InsertNum<arry[Index])
    115             {
    116                 arry[Index+1]=arry[Index];//将前一个数复制给后一个比他小的数
    117                 Index--;
    118             }
    119             arry[Index+1]=InsertNum;//将该插入的数复制给前一个较小的数
    120         }
    121     }
    122 }
    123 //冒泡排序
    124 class Bubble{
    125     public void sort(int arry[]){
    126         int temp=0;
    127         for(int i=0;i<arry.length-1;i++)
    128         {
    129             for(int j=0;j<arry.length-i-1;j++)
    130             {
    131                 if(arry[j]>arry[j+1])
    132                 {
    133                     temp=arry[j];
    134                     arry[j]=arry[j+1];
    135                     arry[j+1]=temp;
    136                 }
    137             }
    138         }
    139     } 
    140 }
    141 //选择排序
    142 class Select{
    143     public void sort(int arry[]){
    144         int temp=0;
    145         for(int i=0;i<arry.length-1;i++)
    146         {
    147             int min=arry[i];
    148             int minIndex=i;
    149             for(int j=i+1;j<arry.length-1;j++)
    150             {
    151                 if(min>arry[j])
    152                 {
    153                     min=arry[j];
    154                     minIndex=j;
    155                 }
    156             }
    157             temp=arry[i];
    158             arry[i]=arry[minIndex];
    159             arry[minIndex]=temp;
    160         }
    161     }
    162 }
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