`
jveqi
  • 浏览: 321797 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 北京
社区版块
存档分类
最新评论

java常用的八种排序

 
阅读更多

Java常用的八种排序算法与代码实现

 

排序问题一直是程序员工作与面试的重点,今天特意整理研究下与大家共勉!这里列出8种常见的经典排序,基本涵盖了所有的排序算法。

1.直接插入排序

      我们经常会到这样一类排序问题:把新的数据插入到已经排好的数据列中。将第一个数和第二个数排序,然后构成一个有序序列将第三个数插入进去,构成一个新的有序序列。对第四个数、第五个数……直到最后一个数,重复第二步。如题所示:

直接插入排序(Straight Insertion Sorting)的基本思想: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。

代码实现:

首先设定插入次数,即循环次数,for(int i=1;i<length;i++),1个数的那次不用插入。

设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。

从最后一个数开始向前循环,如果插入数小于当前数,就将当前数向后移动一位。

将当前数放置到空着的位置,即j+1。

代码如下:

复制代码
 1 public void insertSort(int [] a){
 2         int len=a.length;//单独把数组长度拿出来,提高效率
 3         int insertNum;//要插入的数
 4         for(int i=1;i<len;i++){//因为第一次不用,所以从1开始
 5             insertNum=a[i];
 6             int j=i-1;//序列元素个数
 7             while(j>0&&a[j]>insertNum){//从后往前循环,将大于insertNum的数向后移动
 8                 a[j+1]=a[j];//元素向后移动
 9                 j--;
10             }
11             a[j+1]=insertNum;//找到位置,插入当前元素
12         }
13     }
复制代码

2.希尔排序

      针对直接插入排序的下效率问题,有人对次进行了改进与升级,这就是现在的希尔排序。希尔排序,也称递减增量排序算法,是插入排序的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。

希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的:

  • 插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时, 效率高, 即可以达到线性排序的效率
  • 但插入排序一般来说是低效的, 因为插入排序每次只能将数据移动一位

如图所示:

对于直接插入排序问题,数据量巨大时。

将数的个数设为n,取奇数k=n/2,将下标差值为k的数分为一组,构成有序序列。

再取k=k/2 ,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。

重复第二步,直到k=1执行简单插入排序。 

代码实现:

首先确定分的组数。

然后对组中元素进行插入排序。

然后将length/2,重复1,2步,直到length=0为止。

复制代码
 1 public void sheelSort(int [] a){
 2         int len=a.length;//单独把数组长度拿出来,提高效率
 3         while(len!=0){
 4             len=len/2;
 5             for(int i=0;i<len;i++){//分组
 6                 for(int j=i+len;j<a.length;j+=len){//元素从第二个开始
 7                     int k=j-len;//k为有序序列最后一位的位数
 8                     int temp=a[j];//要插入的元素
 9                     /*for(;k>=0&&temp<a[k];k-=len){
10                         a[k+len]=a[k];
11                     }*/
12                     while(k>=0&&temp<a[k]){//从后往前遍历
13                         a[k+len]=a[k];
14                         k-=len;//向后移动len位
15                     }
16                     a[k+len]=temp;
17                 }
18             }
19         }
20     }
复制代码

3.简单选择排序

常用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比较都交换,那么就是交换排序;如果每次比较完一个循环再交换,就是简单选择排序。)

遍历整个序列,将最小的数放在最前面。

遍历剩下的序列,将最小的数放在最前面。

重复第二步,直到只剩下一个数。

代码实现:

首先确定循环次数,并且记住当前数字和当前位置。

将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比,小数赋值给key,并记住小数的位置。

比对完成后,将最小的值与第一个数的值交换。

重复2、3步。

复制代码
 1 public void selectSort(int[]a){
 2         int len=a.length;
 3         for(int i=0;i<len;i++){//循环次数
 4             int value=a[i];
 5             int position=i;
 6             for(int j=i+1;j<len;j++){//找到最小的值和位置
 7                 if(a[j]<value){
 8                     value=a[j];
 9                     position=j;
10                 }
11             }
12             a[position]=a[i];//进行交换
13             a[i]=value;
14         }
15     }
复制代码

4.堆排序

对简单选择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。

将根节点与最后一个节点交换,然后断开最后一个节点。

重复第一、二步,直到所有节点断开

 

代码如下:

复制代码
 1 public  void heapSort(int[] a){
 2            int len=a.length;
 3            //循环建堆  
 4            for(int i=0;i<len-1;i++){
 5                //建堆  
 6                buildMaxHeap(a,len-1-i);
 7                //交换堆顶和最后一个元素  
 8                swap(a,0,len-1-i);
 9            }
10        }
11         //交换方法
12        private  void swap(int[] data, int i, int j) {
13            int tmp=data[i];
14            data[i]=data[j];
15            data[j]=tmp;
16        }
17        //对data数组从0到lastIndex建大顶堆  
18        private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
19            //从lastIndex处节点(最后一个节点)的父节点开始  
20            for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
21                //k保存正在判断的节点  
22                int k=i;
23                //如果当前k节点的子节点存在  
24                while(k*2+1<=lastIndex){
25                    //k节点的左子节点的索引  
26                    int biggerIndex=2*k+1;
27                    //如果biggerIndex小于lastIndex,即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在  
28                    if(biggerIndex<lastIndex){
29                        //若果右子节点的值较大  
30                        if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){
31                            //biggerIndex总是记录较大子节点的索引  
32                            biggerIndex++;
33                        }
34                    }
35                    //如果k节点的值小于其较大的子节点的值  
36                    if(data[k]<data[biggerIndex]){
37                        //交换他们  
38                        swap(data,k,biggerIndex);
39                        //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  
40                        k=biggerIndex;
41                    }else{
42                        break;
43                    }
44                }
45            }
46        }
复制代码

5.冒泡排序

很简单,用到的很少,据了解,面试的时候问的比较多!

将序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

将剩余序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

重复第二步,直到只剩下一个数。

代码实现:

设置循环次数。

设置开始比较的位数,和结束的位数。

两两比较,将最小的放到前面去。

重复2、3步,直到循环次数完毕。

 

复制代码
 1  public void bubbleSort(int []a){
 2            int len=a.length;
 3            for(int i=0;i<len;i++){
 4                for(int j=0;j<len-i-1;j++){//注意第二重循环的条件
 5                    if(a[j]>a[j+1]){
 6                        int temp=a[j];
 7                        a[j]=a[j+1];
 8                        a[j+1]=temp;
 9                    }
10                }
11            }
12        }
复制代码

6.快速排序

要求时间最快时。

选择第一个数为p,小于p的数放在左边,大于p的数放在右边。

递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行,直到不能递归。

 

复制代码
 1 public void quickSort(int[]a,int start,int end){
 2            if(start<end){
 3                int baseNum=a[start];//选基准值
 4                int midNum;//记录中间值
 5                int i=start;
 6                int j=end;
 7                do{
 8                    while((a[i]<baseNum)&&i<end){
 9                        i++;
10                    }
11                    while((a[j]>baseNum)&&j>start){
12                        j--;
13                    }
14                    if(i<=j){
15                        midNum=a[i];
16                        a[i]=a[j];
17                        a[j]=midNum;
18                        i++;
19                        j--;
20                    }
21                }while(i<=j);
22                 if(start<j){
23                     quickSort(a,start,j);
24                 }       
25                 if(end>i){
26                     quickSort(a,i,end);
27                 }
28            }
29        }
复制代码

7.归并排序

速度仅次于快速排序,内存少的时候使用,可以进行并行计算的时候使用。

选择相邻两个数组成一个有序序列。

选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

重复第二步,直到全部组成一个有序序列。

复制代码
 1 public  void mergeSort(int[] a, int left, int right) {  
 2            int t = 1;// 每组元素个数  
 3            int size = right - left + 1;  
 4            while (t < size) {  
 5                int s = t;// 本次循环每组元素个数  
 6                t = 2 * s;  
 7                int i = left;  
 8                while (i + (t - 1) < size) {  
 9                    merge(a, i, i + (s - 1), i + (t - 1));  
10                    i += t;  
11                }  
12                if (i + (s - 1) < right)  
13                    merge(a, i, i + (s - 1), right);  
14            }  
15         }  
16        
17         private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {  
18            int[] B = new int[data.length];  
19            int s = p;  
20            int t = q + 1;  
21            int k = p;  
22            while (s <= q && t <= r) {  
23                if (data[s] <= data[t]) {  
24                    B[k] = data[s];  
25                    s++;  
26                } else {  
27                    B[k] = data[t];  
28                    t++;  
29                }  
30                k++;  
31            }  
32            if (s == q + 1)  
33                B[k++] = data[t++];  
34            else  
35                B[k++] = data[s++];  
36            for (int i = p; i <= r; i++)  
37                data[i] = B[i];  
38         }
复制代码

7.基数排序

用于大量数,很长的数进行排序时。

将所有的数的个位数取出,按照个位数进行排序,构成一个序列。

将新构成的所有的数的十位数取出,按照十位数进行排序,构成一个序列。

 代码实现:

复制代码
 1 public void baseSort(int[] a) {
 2                //首先确定排序的趟数;    
 3                int max = a[0];
 4                for (int i = 1; i < a.length; i++) {
 5                    if (a[i] > max) {
 6                        max = a[i];
 7                    }
 8                }
 9                int time = 0;
10                //判断位数;    
11                while (max > 0) {
12                    max /= 10;
13                    time++;
14                }
15                //建立10个队列;    
16                List<ArrayList<Integer>> queue = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
17                for (int i = 0; i < 10; i++) {
18                    ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
19                    queue.add(queue1);
20                }
21                //进行time次分配和收集;    
22                for (int i = 0; i < time; i++) {
23                    //分配数组元素;    
24                    for (int j = 0; j < a.length; j++) {
25                        //得到数字的第time+1位数;  
26                        int x = a[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);
27                        ArrayList<Integer> queue2 = queue.get(x);
28                        queue2.add(a[j]);
29                        queue.set(x, queue2);
30                    }
31                    int count = 0;//元素计数器;    
32                    //收集队列元素;    
33                    for (int k = 0; k < 10; k++) {
34                        while (queue.get(k).size() > 0) {
35                            ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);
36                            a[count] = queue3.get(0);
37                            queue3.remove(0);
38                            count++;
39                        }
40                    }
41                }
42         }
复制代码

新建测试类进行测试

复制代码
 1 public class TestSort {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int []a=new int[10];
 4         for(int i=1;i<a.length;i++){
 5             //a[i]=(int)(new Random().nextInt(100));
 6             a[i]=(int)(Math.random()*100);
 7         }
 8         System.out.println("排序前的数组为:"+Arrays.toString(a));
 9         Sort s=new Sort();
10         //排序方法测试
11         //s.insertSort(a);
12         //s.sheelSort(a);
13         //s.selectSort(a);
14         //s.heapSort(a);
15         //s.bubbleSort(a);
16         //s.quickSort(a, 1, 9);
17         //s.mergeSort(a, 3, 7);
18         s.baseSort(a);
19         System.out.println("排序后的数组为:"+Arrays.toString(a));
20     }
21 
22 }
复制代码

部分结果如下:

如果要进行比较可已加入时间,输出排序时间,从而比较各个排序算法的优缺点,这里不再做介绍。

8.总结:

一、稳定性:

    稳定:冒泡排序、插入排序、归并排序和基数排序

  不稳定:选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序

二、平均时间复杂度

  O(n^2):直接插入排序,简单选择排序,冒泡排序。

  在数据规模较小时(9W内),直接插入排序,简单选择排序差不多。当数据较大时,冒泡排序算法的时间代价最高。性能为O(n^2)的算法基本上是相邻元素进行比较,基本上都是稳定的。

  O(nlogn):快速排序,归并排序,希尔排序,堆排序。

  其中,快排是最好的, 其次是归并和希尔,堆排序在数据量很大时效果明显。

三、排序算法的选择

  1.数据规模较小

    (1)待排序列基本序的情况下,可以选择直接插入排序

    (2)对稳定性不作要求宜用简单选择排序,对稳定性有要求宜用插入或冒泡

  2.数据规模不是很大

  (1)完全可以用内存空间,序列杂乱无序,对稳定性没有要求,快速排序,此时要付出log(N)的额外空间。

  (2)序列本身可能有序,对稳定性有要求,空间允许下,宜用归并排序

  3.数据规模很大

     (1)对稳定性有求,则可考虑归并排序。

      (2)对稳定性没要求,宜用堆排序

  4.序列初始基本有序(正序),宜用直接插入,冒泡

 各算法复杂度如下:

 

 部分参考资料来源于:

  http://blog.csdn.net/without0815/article/details/7697916

分享到:
评论

相关推荐

    java 八大排序

    Java 八大排序是 Java 语言中八种常用的排序算法,分别是直接插入排序、希尔排序、简单选择排序、冒泡排序、快速排序、归并排序、堆排序和 Radix 排序。下面是对每种排序算法的详细介绍: 1. 直接插入排序 基本...

    Java常用8大排序算法

    除了以上介绍的四种排序算法外,Java中还有以下几种常用的排序算法: 1. **冒泡排序**:每次比较两个相邻的元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历所有元素之后,最大的元素就会被放到最后的位置上。然后...

    JAVA几种常用的排序算法

    JAVA几种常用的经典的排序算法 冒泡 选择 快速 shell 堆排序

    Java实现六种常用排序(含源代码)

    Java实现六种常用排序 并用多线程进行速度比较(其实意义不大) 含有代码

    常用排序算法java演示

    本文将深入探讨标题"常用排序算法java演示"中涉及的知识点,包括排序算法的原理、Java实现方式以及其在实际应用中的图形演示。 首先,让我们逐一了解几种常见的排序算法: 1. **冒泡排序(Bubble Sort)**:这是一...

    Java常用的八种排序算法与代码实现 - 我心自在 - 博客园1

    本文将详细介绍Java中常见的八种排序算法及其代码实现,帮助读者理解和掌握这些算法的原理。 1. 直接插入排序 直接插入排序是最基础的排序算法之一,它通过将每个元素插入到已排序部分的正确位置来逐步构建有序序列...

    Java 八种排序算法比较实践

    本文将深入探讨Java中的八种常见排序算法,并通过实践分析它们的性能、稳定性和适用场景。这八种排序算法包括:冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序、堆排序、希尔排序和计数排序。 1. 冒泡排序...

    八大排序算法总结(含Java实现源代码)

    这里我们将深入探讨八大排序算法,并结合Java语言来理解它们的实现原理。 1. 冒泡排序(Bubble Sort) 冒泡排序是一种简单的交换式排序算法。它通过重复遍历待排序的元素列表,比较相邻元素并根据需要交换它们,...

    8种常用排序方法java类实现

    本篇文章将详细探讨标题为“8种常用排序方法Java类实现”的主题,主要基于描述中的内容,即8种业务中常见的排序方法在Java语言中的实现。 1. **冒泡排序(Bubble Sort)**:冒泡排序是一种简单直观的排序算法,通过...

    Java实现常用排序算法

    本文将深入探讨Java中实现的四种基本排序算法:插入排序、交换排序(包括快速排序和冒泡排序)、选择排序以及归并排序。虽然树形选择排序和堆排序在这次实现中未涵盖,但理解这四种排序算法的基本原理和Java实现方式...

    Java中常用的排序算法

    【排序算法】是计算机...综上所述,Java中常用的排序算法各有特点,选择合适的排序算法取决于数据规模、数据特性以及对稳定性的需求。理解并掌握这些排序算法的原理和实现,有助于编写更高效、更适应不同场景的代码。

    java常用的7大排序算法汇总

    以上介绍了Java中常用的四种排序算法,分别是插入排序、选择排序、冒泡排序和快速排序。这些排序算法各有特点,适用于不同的场景。例如,当数据量较小时,可以选择插入排序或选择排序;当数据量较大时,快速排序通常...

    几种常用的排序法 java程序

    Java中没有内置的堆排序函数,但可以使用`PriorityQueue`类来实现堆排序。 3. 归并排序(Merge Sort) 归并排序是基于分治思想的排序算法,将大问题分解成小问题,然后逐个解决。它将数组分为两半,分别排序,再将...

    Java常用排序算法&程序员必须掌握的8大排序算法+二分法查找

    本资料包聚焦于"Java常用排序算法"和"程序员必须掌握的8大排序算法",并深入探讨了"二分法查找"这一高效搜索技术。 首先,我们来看八大排序算法。这些算法包括: 1. **冒泡排序**:最简单的排序方法,通过不断交换...

    Java常用排序算法源码

    以下是对Java中几种常见排序算法的详细解析: 1. 冒泡排序: 冒泡排序是一种简单直观的排序算法,通过不断交换相邻的不正确顺序元素来达到排序的目的。它的时间复杂度为O(n^2),在处理大量数据时效率较低。尽管效率...

    (java)六种常见排序

    * 冒泡排序 O(n2) * 选择排序 O(n2) * 插入排序 O(n2) * 希尔排序 O(n1.5) * 快速排序 O(N*logN) * 归并排序 O(N*logN) 详见http://blog.csdn.net/crazyzxljing0621/article/details/77867788

    Java常用排序算法

    在这个主题中,我们将深入探讨Java中的一些常用排序算法。排序是计算机科学中一个基础且重要的概念,它涉及将一组数据按照特定顺序进行排列。以下是Java中常见的几种排序算法: 1. 冒泡排序(Bubble Sort) 冒泡...

    java 集合分组与排序

    下面我们将深入探讨如何在Java中实现集合的分组与排序。 1. **集合分组**: 集合分组通常涉及到`GroupingBy`操作,这在Java 8引入的流(Stream)API中得到了很好的支持。`Collectors.groupingBy`方法允许我们将...

    java 几种常用的排序算法

    ### Java几种常用的排序算法 在Java编程语言中,排序算法是数据处理中不可或缺的一部分,它不仅可以帮助我们组织数据,还能提高程序效率。本篇文章将详细介绍几种常用的Java排序算法:选择排序、冒泡排序以及插入...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics