• 八种排序算法--java实现(转)


    (转:http://blog.csdn.net/without0815/article/details/7697916)

    8种排序之间的关系:

    1, 直接插入排序

       (1)基本思想:在要排序的一组数中,假设前面(n-1)[n>=2] 个数已经是排

    好顺序的,现在要把第n个数插到前面的有序数中,使得这n个数

    也是排好顺序的。如此反复循环,直到全部排好顺序。

     (2)实例

    (3)用java实现

     

     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];                       //将大于temp的值整体后移一个单位
    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,           希尔排序(最小增量排序)

    (1)基本思想:算法先将要排序的一组数按某个增量d(n/2,n为要排序数的个数)分成若干组,每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序,然后再用一个较小的增量(d/2)对它进行分组,在每组中再进行直接插入排序。当增量减到1时,进行直接插入排序后,排序完成。

    (2)实例:


    (3)用java实现

    public class shellSort {
    public    shellSort(){
        int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};
        double d1=a.length;
        int temp=0;
        while(true){
            d1= Math.ceil(d1/2);
            int d=(int) d1;
            for(int x=0;x<d;x++){
                for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){
                    int j=i-d;
                    temp=a[i];
                    for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){
                    a[j+d]=a[j];
                    }
                    a[j+d]=temp;
                }
            }
            if(d==1)
                break;
        }
        for(int i=0;i<a.length;i++)
            System.out.println(a[i]);
    }
    }

     

    3.简单选择排序

    (1)基本思想:在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第一个位置的数交换

    然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换,如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止

    (2)实例:

    (3)用java实现

    public class selectSort {
        public selectSort(){
            int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45};
            int position=0;
            for(int i=0;i<a.length;i++){
                
                int j=i+1;
                position=i;
                int temp=a[i];
                for(;j<a.length;j++){
                if(a[j]<temp){
                    temp=a[j];
                    position=j;
                }
                }
                a[position]=a[i];
                a[i]=temp;
            }
            for(int i=0;i<a.length;i++)
                System.out.println(a[i]);
        }
    }

    4,      堆排序

    (1)基本思想:堆排序是一种树形选择排序,是对直接选择排序的有效改进。

    堆的定义如下:具有n个元素的序列(h1,h2,...,hn),当且仅当满足(hi>=h2i,hi>=2i+1)或(hi<=h2i,hi<=2i+1)(i=1,2,...,n/2)时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。由堆的定义可以看出,堆顶元素(即第一个元素)必为最大项(大顶堆)。完全二叉树可以很直观地表示堆的结构。堆顶为根,其它为左子树、右子树。初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树,调整它们的存储序,使之成为一个堆,这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类推,直到只有两个节点的堆,并对它们作交换,最后得到有n个节点的有序序列。从算法描述来看,堆排序需要两个过程,一是建立堆,二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建初始堆的渗透函数,二是反复调用渗透函数(调整堆函数adjust)实现排序的函数。

    (2)实例:

    初始序列:46,79,56,38,40,84

    建堆:

    交换,从堆中踢出最大数

     

    依次类推:最后堆中剩余的最后两个结点交换,踢出一个,排序完成。

    (3)用java实现

     1 import java.util.Arrays;
     2 
     3 public class HeapSort {
     4      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};
     5     public  HeapSort(){
     6         heapSort(a);
     7     }
     8     public  void heapSort(int[] a){
     9         System.out.println("开始排序");
    10         int arrayLength=a.length;
    11         //循环建堆
    12         for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){
    13             //建堆
    14 
    15       buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);
    16             //交换堆顶和最后一个元素
    17             swap(a,0,arrayLength-1-i);
    18             System.out.println(Arrays.toString(a));
    19         }
    20     }
    21 
    22     private  void swap(int[] data, int i, int j) {
    23         // TODO Auto-generated method stub
    24         int tmp=data[i];
    25         data[i]=data[j];
    26         data[j]=tmp;
    27     }
    28     //对data数组从0到lastIndex建大顶堆
    29     private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
    30         // TODO Auto-generated method stub
    31         //从lastIndex处节点(最后一个节点)的父节点开始
    32         for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
    33             //k保存正在判断的节点
    34             int k=i;
    35             //如果当前k节点的子节点存在
    36             while(k*2+1<=lastIndex){
    37                 //k节点的左子节点的索引
    38                 int biggerIndex=2*k+1;
    39                 //如果biggerIndex小于lastIndex,即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在
    40                 if(biggerIndex<lastIndex){
    41                     //若果右子节点的值较大
    42                     if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){
    43                         //biggerIndex总是记录较大子节点的索引
    44                         biggerIndex++;
    45                     }
    46                 }
    47                 //如果k节点的值小于其较大的子节点的值
    48                 if(data[k]<data[biggerIndex]){
    49                     //交换他们
    50                     swap(data,k,biggerIndex);
    51                     //将biggerIndex赋予k,开始while循环的下一次循环,重新保证k节点的值大于其左右子节点的值
    52                     k=biggerIndex;
    53                 }else{
    54                     break;
    55                 }
    56             }

    5.冒泡排序

    (1)基本思想:在要排序的一组数中,对当前还未排好序的范围内的全部数,自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整,让较大的数往下沉,较小的往上冒。即:每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时,就将它们互换。

    (2)实例:

    (3)用java实现

     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         boolean flag = false;
     6     for(int i=0;i<a.length-1;i++){
     7                 flag = false;
     8         for(int j=0;j<a.length-1-i;j++){
     9         if(a[j]>a[j+1]){
    10             temp=a[j];
    11             a[j]=a[j+1];
    12             a[j+1]=temp;
    13                         flag = true;
    14         }
    15         }
    16                if(flag == false)
    17                      break;
    18     }
    19     for(int i=0;i<a.length;i++)
    20     System.out.println(a[i]);    
    21 }
    22 }

    6.快速排序

     

    (1)基本思想:选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描,将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分

    (2)实例:

    (3)用java实现

    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];    //数组的第一个作为中轴   
    10             while (low < high) {   
    11                 while (low < high && list[high] >= tmp) {   
    12 
    13       high--;   
    14                 }   
    15                 list[low] = list[high];   //比中轴小的记录移到低端   
    16                 while (low < high && list[low] <= tmp) {   
    17                     low++;   
    18                 }   
    19                 list[high] = list[low];   //比中轴大的记录移到高端   
    20             }   
    21            list[low] = tmp;              //中轴记录到尾   
    22             return low;                   //返回中轴的位置   
    23         }  
    24 public void _quickSort(int[] list, int low, int high) {   
    25             if (low < high) {   
    26                int middle = getMiddle(list, low, high);  //将list数组进行一分为二   
    27                 _quickSort(list, low, middle - 1);        //对低字表进行递归排序   
    28                _quickSort(list, middle + 1, high);       //对高字表进行递归排序   
    29             }   
    30         } 
    31 public void quick(int[] a2) {   
    32             if (a2.length > 0) {    //查看数组是否为空   
    33                 _quickSort(a2, 0, a2.length - 1);   
    34         }   
    35        } 
    36 }

    7、归并排序

    (1)基本排序:归并(Merge)排序法是将两个(或两个以上)有序表合并成一个新的有序表,即把待排序序列分为若干个子序列,每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。

    (2)实例:


     

    (3)用java实现


     1 import java.util.Arrays;
     2 
     3 public class mergingSort {
     4 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};
     5 public    mergingSort(){
     6     sort(a,0,a.length-1);
     7     for(int i=0;i<a.length;i++)
     8         System.out.println(a[i]);
     9 }
    10 public void sort(int[] data, int left, int right) {
    11     // TODO Auto-generated method stub
    12     if(left<right){
    13         //找出中间索引
    14         int center=(left+right)/2;
    15         //对左边数组进行递归
    16         sort(data,left,center);
    17         //对右边数组进行递归
    18         sort(data,center+1,right);
    19         //合并
    20         merge(data,left,center,right);
    21         
    22     }
    23 }
    24 public void merge(int[] data, int left, int center, int right) {
    25     // TODO Auto-generated method stub
    26     int [] tmpArr=new int[data.length];
    27     int mid=center+1;
    28     //third记录中间数组的索引
    29     int third=left;
    30     int tmp=left;
    31     while(left<=center&&mid<=right){
    32 
    33    //从两个数组中取出最小的放入中间数组
    34         if(data[left]<=data[mid]){
    35             tmpArr[third++]=data[left++];
    36         }else{
    37             tmpArr[third++]=data[mid++];
    38         }
    39     }
    40     //剩余部分依次放入中间数组
    41     while(mid<=right){
    42         tmpArr[third++]=data[mid++];
    43     }
    44     while(left<=center){
    45         tmpArr[third++]=data[left++];
    46     }
    47     //将中间数组中的内容复制回原数组
    48     while(tmp<=right){
    49         data[tmp]=tmpArr[tmp++];
    50     }
    51     System.out.println(Arrays.toString(data));
    52 }
    53 
    54 }

    8、基数排序(不是基于对元素排序码比较基础上的一种排序,属于分配排序,采用“分配”和“收集”的办法)

    (1)基本思想:将所有待比较数值(正整数)统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零。然后,从最低位开始,依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。

    (2)实例:



    (3)用java实现

     1  1 import java.util.ArrayList;
     2  2 import java.util.List;
     3  3 
     4  4 public class radixSort {
     5  5     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};
     6  6 public radixSort(){
     7  7     sort(a);
     8  8     for(int i=0;i<a.length;i++)
     9  9         System.out.println(a[i]);
    10 10 }
    11 11 public  void sort(int[] array){   
    12 12                
    13 13             //首先确定排序的趟数;   
    14 14         int max=array[0];   
    15 15         for(int i=1;i<array.length;i++){   
    16 16                if(array[i]>max){   
    17 17                max=array[i];   
    18 18                }   
    19 19             }   
    20 20 
    21 21     int time=0;   
    22 22            //判断位数;   
    23 23             while(max>0){   
    24 24                max/=10;   
    25 25                 time++;   
    26 26             }   
    27 27                
    28 28         //建立10个队列;   
    29 29             List<ArrayList> queue=new ArrayList<ArrayList>();   
    30 30             for(int i=0;i<10;i++){   
    31 31                 ArrayList<Integer> queue1=new ArrayList<Integer>(); 
    32 32                 queue.add(queue1);   
    33 33         }   
    34 34               
    35 35             //进行time次分配和收集;   
    36 36             for(int i=0;i<time;i++){   
    37 37                    
    38 38                 //分配数组元素;   
    39 39                for(int j=0;j<array.length;j++){   
    40 40                     //得到数字的第time+1位数; 
    41 41                    int x=array[j]%(int)Math.pow(10, i+1)/(int)Math.pow(10, i);
    42 42                    ArrayList<Integer> queue2=queue.get(x);
    43 43                    queue2.add(array[j]);
    44 44                    queue.set(x, queue2);
    45 45             }   
    46 46                 int count=0;//元素计数器;   
    47 47             //收集队列元素;   
    48 48                 for(int k=0;k<10;k++){ 
    49 49                 while(queue.get(k).size()>0){
    50 50                     ArrayList<Integer> queue3=queue.get(k);
    51 51                         array[count]=queue3.get(0);   
    52 52                         queue3.remove(0);
    53 53                     count++;
    54 54               }   
    55 55             }   
    56 56     }             
    57 57    }  
    58 58 
    59 59 }
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