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排序算法java实现

算法JavaJ# 
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插入排序: 


   1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class InsertSort implements SortUtil.Sort{
   5.     /* (non-Javadoc)
   6.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
   7.      */
   8.     public void sort(int[] data) {
   9.         int temp;
  10.         for(int i=1;i<data.length;i++){
  11.             for(int j=i;(j>0)&&(data[j]<data[j-1]);j--){
  12.                 SortUtil.swap(data,j,j-1);
  13.             }
  14.         }        
  15.     }
  16. }
17.


冒泡排序:


   
1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class BubbleSort implements SortUtil.Sort{
   5.     /* (non-Javadoc)
   6.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
   7.      */
   8.     public void sort(int[] data) {
   9.         int temp;
  10.         for(int i=0;i<data.length;i++){
  11.             for(int j=data.length-1;j>i;j--){
  12.                 if(data[j]<data[j-1]){
  13.                     SortUtil.swap(data,j,j-1);
  14.                 }
  15.             }
  16.         }
  17.     }
  18. }
19.


选择排序:

  
 1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class SelectionSort implements SortUtil.Sort {
   5.     /*
   6.      * (non-Javadoc)
   7.      * 
   8.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
   9.      */
  10.     public void sort(int[] data) {
  11.         int temp;
  12.         for (int i = 0; i < data.length; i++) {
  13.             int lowIndex = i;
  14.             for (int j = data.length - 1; j > i; j--) {
  15.                 if (data[j] < data[lowIndex]) {
  16.                     lowIndex = j;
  17.                 }
  18.             }
  19.             SortUtil.swap(data,i,lowIndex);
  20.         }
  21.     }
  22. }
23.


Shell排序:

   
1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class ShellSort implements SortUtil.Sort{
   5.     /* (non-Javadoc)
   6.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
   7.      */
   8.     public void sort(int[] data) {
   9.         for(int i=data.length/2;i>2;i/=2){
  10.             for(int j=0;j<i;j++){
  11.                 insertSort(data,j,i);
  12.             }
  13.         }
  14.         insertSort(data,0,1);
  15.     }
  16.     /**
  17.      * @param data
  18.      * @param j
  19.      * @param i
  20.      */
  21.     private void insertSort(int[] data, int start, int inc) {
  22.         int temp;
  23.         for(int i=start+inc;i<data.length;i+=inc){
  24.             for(int j=i;(j>=inc)&&(data[j]<data[j-inc]);j-=inc){
  25.                 SortUtil.swap(data,j,j-inc);
  26.             }
  27.         }
  28.     }
  29. }
30.

快速排序:

   
1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class QuickSort implements SortUtil.Sort{
   5.     /* (non-Javadoc)
   6.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
   7.      */
   8.     public void sort(int[] data) {
   9.         quickSort(data,0,data.length-1);        
  10.     }
  11.     private void quickSort(int[] data,int i,int j){
  12.         int pivotIndex=(i+j)/2;
  13.         //swap
  14.         SortUtil.swap(data,pivotIndex,j);
  15.         
  16.         int k=partition(data,i-1,j,data[j]);
  17.         SortUtil.swap(data,k,j);
  18.         if((k-i)>1) quickSort(data,i,k-1);
  19.         if((j-k)>1) quickSort(data,k+1,j);
  20.         
  21.     }
  22.     /**
  23.      * @param data
  24.      * @param i
  25.      * @param j
  26.      * @return
  27.      */
  28.     private int partition(int[] data, int l, int r,int pivot) {
  29.         do{
  30.            while(data[++l]<pivot);
  31.            while((r!=0)&&data[--r]>pivot);
  32.            SortUtil.swap(data,l,r);
  33.         }
  34.         while(l<r);
  35.         SortUtil.swap(data,l,r);        
  36.         return l;
  37.     }
  38. }
39.


改进后的快速排序:

  
 1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class ImprovedQuickSort implements SortUtil.Sort {
   5.     private static int MAX_STACK_SIZE=4096;
   6.     private static int THRESHOLD=10;
   7.     /* (non-Javadoc)
   8.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
   9.      */
  10.     public void sort(int[] data) {
  11.         int[] stack=new int[MAX_STACK_SIZE];
  12.         
  13.         int top=-1;
  14.         int pivot;
  15.         int pivotIndex,l,r;
  16.         
  17.         stack[++top]=0;
  18.         stack[++top]=data.length-1;
  19.         
  20.         while(top>0){
  21.             int j=stack[top--];
  22.             int i=stack[top--];
  23.             
  24.             pivotIndex=(i+j)/2;
  25.             pivot=data[pivotIndex];
  26.             
  27.             SortUtil.swap(data,pivotIndex,j);
  28.             
  29.             //partition
  30.             l=i-1;
  31.             r=j;
  32.             do{
  33.                 while(data[++l]<pivot);
  34.                 while((r!=0)&&(data[--r]>pivot));
  35.                 SortUtil.swap(data,l,r);
  36.             }
  37.             while(l<r);
  38.             SortUtil.swap(data,l,r);
  39.             SortUtil.swap(data,l,j);
  40.             
  41.             if((l-i)>THRESHOLD){
  42.                 stack[++top]=i;
  43.                 stack[++top]=l-1;
  44.             }
  45.             if((j-l)>THRESHOLD){
  46.                 stack[++top]=l+1;
  47.                 stack[++top]=j;
  48.             }
  49.             
  50.         }
  51.         //new InsertSort().sort(data);
  52.         insertSort(data);
  53.     }
  54.     /**
  55.      * @param data
  56.      */
  57.     private void insertSort(int[] data) {
  58.         int temp;
  59.         for(int i=1;i<data.length;i++){
  60.             for(int j=i;(j>0)&&(data[j]<data[j-1]);j--){
  61.                 SortUtil.swap(data,j,j-1);
  62.             }
  63.         }       
  64.     }
  65. }
66.


归并排序:

   
1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class MergeSort implements SortUtil.Sort{
   5.     /* (non-Javadoc)
   6.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
   7.      */
   8.     public void sort(int[] data) {
   9.         int[] temp=new int[data.length];
  10.         mergeSort(data,temp,0,data.length-1);
  11.     }
  12.     
  13.     private void mergeSort(int[] data,int[] temp,int l,int r){
  14.         int mid=(l+r)/2;
  15.         if(l==r) return ;
  16.         mergeSort(data,temp,l,mid);
  17.         mergeSort(data,temp,mid+1,r);
  18.         for(int i=l;i<=r;i++){
  19.             temp[i]=data[i];
  20.         }
  21.         int i1=l;
  22.         int i2=mid+1;
  23.         for(int cur=l;cur<=r;cur++){
  24.             if(i1==mid+1)
  25.                 data[cur]=temp[i2++];
  26.             else if(i2>r)
  27.                 data[cur]=temp[i1++];
  28.             else if(temp[i1]<temp[i2])
  29.                 data[cur]=temp[i1++];
  30.             else
  31.                 data[cur]=temp[i2++];            
  32.         }
  33.     }
  34. }
35.


改进后的归并排序:


   
1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class ImprovedMergeSort implements SortUtil.Sort {
   5.     private static final int THRESHOLD = 10;
   6.     /*
   7.      * (non-Javadoc)
   8.      * 
   9.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
  10.      */
  11.     public void sort(int[] data) {
  12.         int[] temp=new int[data.length];
  13.         mergeSort(data,temp,0,data.length-1);
  14.     }
  15.     private void mergeSort(int[] data, int[] temp, int l, int r) {
  16.         int i, j, k;
  17.         int mid = (l + r) / 2;
  18.         if (l == r)
  19.             return;
  20.         if ((mid - l) >= THRESHOLD)
  21.             mergeSort(data, temp, l, mid);
  22.         else
  23.             insertSort(data, l, mid - l + 1);
  24.         if ((r - mid) > THRESHOLD)
  25.             mergeSort(data, temp, mid + 1, r);
  26.         else
  27.             insertSort(data, mid + 1, r - mid);
  28.         for (i = l; i <= mid; i++) {
  29.             temp[i] = data[i];
  30.         }
  31.         for (j = 1; j <= r - mid; j++) {
  32.             temp[r - j + 1] = data[j + mid];
  33.         }
  34.         int a = temp[l];
  35.         int b = temp[r];
  36.         for (i = l, j = r, k = l; k <= r; k++) {
  37.             if (a < b) {
  38.                 data[k] = temp[i++];
  39.                 a = temp[i];
  40.             } else {
  41.                 data[k] = temp[j--];
  42.                 b = temp[j];
  43.             }
  44.         }
  45.     }
  46.     /**
  47.      * @param data
  48.      * @param l
  49.      * @param i
  50.      */
  51.     private void insertSort(int[] data, int start, int len) {
  52.         for(int i=start+1;i<start+len;i++){
  53.             for(int j=i;(j>start) && data[j]<data[j-1];j--){
  54.                 SortUtil.swap(data,j,j-1);
  55.             }
  56.         }
  57.     }
  58. }
59.


堆排序:

   
1. package org.rut.util.algorithm.support;
   2. import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
   3.
   4. public class HeapSort implements SortUtil.Sort{
   5.     /* (non-Javadoc)
   6.      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
   7.      */
   8.     public void sort(int[] data) {
   9.         MaxHeap h=new MaxHeap();
  10.         h.init(data);
  11.         for(int i=0;i<data.length;i++)
  12.             h.remove();
  13.         System.arraycopy(h.queue,1,data,0,data.length);
  14.     }
  15.
  16.      private static class MaxHeap{
  17.          
  18.         
  19.         void init(int[] data){
  20.             this.queue=new int[data.length+1];
  21.             for(int i=0;i<data.length;i++){
  22.                 queue[++size]=data[i];
  23.                 fixUp(size);
  24.             }
  25.         }
  26.          
  27.         private int size=0;
  28.         private int[] queue;
  29.                 
  30.         public int get() {
  31.             return queue[1];
  32.         }
  33.         public void remove() {
  34.             SortUtil.swap(queue,1,size--);
  35.             fixDown(1);
  36.         }
  37.         //fixdown
  38.         private void fixDown(int k) {
  39.             int j;
  40.             while ((j = k << 1) <= size) {
  41.                 if (j < size && queue[j]<queue[j+1])
  42.                     j++; 
  43.                 if (queue[k]>queue[j]) //不用交换
  44.                     break;
  45.                 SortUtil.swap(queue,j,k);
  46.                 k = j;
  47.             }
  48.         }
  49.         private void fixUp(int k) {
  50.             while (k > 1) {
  51.                 int j = k >> 1;
  52.                 if (queue[j]>queue[k])
  53.                     break;
  54.                 SortUtil.swap(queue,j,k);
  55.                 k = j;
  56.             }
  57.         }
  58.     }
  59. }
60.


SortUtil:

   
1. package org.rut.util.algorithm;
   2. import org.rut.util.algorithm.support.BubbleSort;
   3. import org.rut.util.algorithm.support.HeapSort;
   4. import org.rut.util.algorithm.support.ImprovedMergeSort;
   5. import org.rut.util.algorithm.support.ImprovedQuickSort;
   6. import org.rut.util.algorithm.support.InsertSort;
   7. import org.rut.util.algorithm.support.MergeSort;
   8. import org.rut.util.algorithm.support.QuickSort;
   9. import org.rut.util.algorithm.support.SelectionSort;
  10. import org.rut.util.algorithm.support.ShellSort;
  11.
  12. public class SortUtil {
  13.     public final static int INSERT = 1;
  14.     public final static int BUBBLE = 2;
  15.     public final static int SELECTION = 3;
  16.     public final static int SHELL = 4;
  17.     public final static int QUICK = 5;
  18.     public final static int IMPROVED_QUICK = 6;
  19.     public final static int MERGE = 7;
  20.     public final static int IMPROVED_MERGE = 8;
  21.     public final static int HEAP = 9;
  22.     public static void sort(int[] data) {
  23.         sort(data, IMPROVED_QUICK);
  24.     }
  25.     private static String[] name={
  26.             "insert","bubble","selection","shell","quick","improved_quick","merge","improved_merge","heap"
  27.     };
  28.     
  29.     private static Sort[] impl=new Sort[]{
  30.             new InsertSort(),
  31.             new BubbleSort(),
  32.             new SelectionSort(),
  33.             new ShellSort(),
  34.             new QuickSort(),
  35.             new ImprovedQuickSort(),
  36.             new MergeSort(),
  37.             new ImprovedMergeSort(),
  38.             new HeapSort()
  39.     };
  40.     public static String toString(int algorithm){
  41.         return name[algorithm-1];
  42.     }
  43.     
  44.     public static void sort(int[] data, int algorithm) {
  45.         impl[algorithm-1].sort(data);
  46.     }
  47.     public static interface Sort {
  48.         public void sort(int[] data);
  49.     }
  50.     public static void swap(int[] data, int i, int j) {
  51.         int temp = data[i];
  52.         data[i] = data[j];
  53.         data[j] = temp;
  54.     }
  55. }
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