class ArrayBub { private long[] arr; private int nElement; public ArrayBub(int size) { arr = new long[size]; nElement = 0; } @Override public String toString() { if (nElement == 0) return "[]"; StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("["); for (int i = 0; i < nElement; i++) { sb.append(arr[i] + ","); } sb.deleteCharAt(sb.length() - 1); sb.append("]"); return sb.toString(); } public void display() { System.out.println(toString()); } public void insert(long value) { if (nElement == arr.length) { System.out.println("数组已满,插入终止"); return; } arr[nElement] = value; nElement++; } /** * 冒泡排序 思想:将小得数据项放在数组的最开始(下标为0);并将最大的数据项放在最后(下标为nElement-1). * * 外层for循环i从数组的最后开始,即i等于nElement-1,每经过一次循环减一。下标大于i的数据项都已经排好序。 * 变量i在每完成一次内部循环后就左移一位,因此不在处理那些已经排好序的数据了。 * * 内层for循环计数器j从数组最开始起,即j=0,每完成一次内部循环加一,当等于i的时候结束一次循环。 * 在内层循环体中,下标为j和j+1的两个元素进行比较,如果前面的大就交换。 * * 冒泡中的不变性:外层循环i右边的所有元素都有序,在整个运行过程中这个条件始终为真。 (第一趟开始前,因为i右边没有元素,所以起始时为真) * 效率:交换和比较操作的复杂度都是O(n^2) */ public void bubbleSort() { for (int i = nElement - 1; i > 0; i--) { for (int j = 0; j < i; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { swap(j, j + 1); System.out.print("发生了交换:"); display(); } } System.out.print("第" + (nElement - i + 1) + "遍排序结果:"); display(); } } /** * 选择排序:改进了冒泡排序,交换次数从O(n^2)减少到O(n),但是比较次数仍是O(n^2)。然而也是很大的一个改进。 * 因为这些大量的记录需要在内存中移动, * 这就使得交换的时间和比较的时间相比起来,交换的时间更为重要。(在Java语言中不是这种情况,Java只是改变了引用位置,实际对象的位置并没有改变) * 。 思想:从数组最左边第一个开始,遍历一遍找到最小的元素,将其和第一个位置的元素交换位置; * 第二遍从最左边第二个开始,便利一遍找到最小的,和第二个位置元素交换 。。。遍历完 每一轮比较O(n)次,交换一次. * 不变性:下表小于或等于外层循环变量的数据项总是有序的。 * 效率:和冒泡比起来更快,因为进行的交换次数少。当数据项较少时,特别是如果交换的时间级比比较的时间级大得多时,选择排序实际上相当快。 */ public void selectSort() { int minFlag; for (int i = 0; i < nElement; i++) { minFlag = i; for (int j = i; j < nElement; j++) { if (arr[j] < arr[minFlag]) { minFlag = j; } } swap(minFlag, i); System.out.print("第" + (i + 1) + "遍排列"); display(); } } /** * 插入排序:在外层for循环中,out变量从1开始,向右移动,标记了未排序不分的最左端的数据。 * 在内层while循环中,in变量从out开始,向左移动,直到temp变量小于in所指的元素, * 或者已经不能再往左移动为止。while循环的每一趟都向右移动了一个已排序的数据项。 * * 不变性:每趟结束时,在将temp位置的项插入后,比out变量下标号小的元素都是局部有序的。 * 效率:第一趟排序最多比较一次,第二趟最多2次。。。最后一趟比较N-1次。复制的次数大致等于 * 比较的次数,然而一次复制和一次交换的时间耗费不同,所以相对于随机数据,插入比冒泡快一倍 * 比选择排序略快。对于随机顺序数据进行插入排序也需要O(n^2)的时间级。 * 应用:对于有序或者基本有序的数据来说,插入排序要好得多。当数据有序的时候,while循环 * 的条件总为假,所以变成了外层循环中的一个简单语句,执行N-1次。这种情况下,算法 * 运行只需要O(n)的复杂度。///////然而对于逆序排列的数据,每次比较和移动都会执行,所以 * 插入排序不比冒泡排序快。 */ public void insertSort() { for (int out = 1; out < nElement; out++) { long temp = arr[out]; int in = out; while (in > 0 && arr[in - 1] >= temp) { arr[in] = arr[in - 1]; in--; } arr[in] = temp; System.out.println("第"+out+"遍排序"+toString()); } } /** * 交换元素 * * @param first * @param second */ private void swap(int first, int second) { long temp = arr[first]; arr[first] = arr[second]; arr[second] = temp; } } public class BubSortDemo { public static void main(String[] args) { long[] a = { 12, 33, 2, 45, 43, 1, 9 }; ArrayBub ab = new ArrayBub(6); for (int i = 0; i < a.length; i++) { ab.insert(a[i]); ab.display(); } // ab.bubbleSort(); // ab.selectSort(); ab.insertSort(); ab.display(); } }