java排序全实现

 

   1. package sort;  
   2.   
   3. import java.util.Random;  
   4.   
   5. /** 
   6.  * 排序测试类 
   7.  *  
   8.  * 排序算法的分类如下： 1.插入排序（直接插入排序、折半插入排序、希尔排序）； 2.交换排序（冒泡泡排序、快速排序）； 
   9.  * 3.选择排序（直接选择排序、堆排序）； 4.归并排序； 5.基数排序。 
  10.  *  
  11.  * 关于排序方法的选择： (1)若n较小(如n≤50)，可采用直接插入或直接选择排序。 
  12.  * 当记录规模较小时，直接插入排序较好；否则因为直接选择移动的记录数少于直接插人，应选直接选择排序为宜。 
  13.  * (2)若文件初始状态基本有序(指正序)，则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜； 
  14.  * (3)若n较大，则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。 
  15.  *  
  16.  */  
  17. /** 
  18.  * @corporation 北京环亚 
  19.  * @author HDS 
  20.  * @date Nov 19, 2009 10:43:44 AM 
  21.  * @path sort 
  22.  * @description JAVA排序汇总 
  23.  */  
  24. public class SortTest {  
  25.   
  26.     // //////==============================产生随机数==============================///////////////////  
  27.     /** 
  28.      * @description 生成随机数 
  29.      * @date Nov 19, 2009 
  30.      * @author HDS 
  31.      * @return int[] 
  32.      */  
  33.     public int[] createArray() {  
  34.         Random random = new Random();  
  35.         int[] array = new int[10];  
  36.         for (int i = 0; i < 10; i++) {  
  37.             array[i] = random.nextInt(100) - random.nextInt(100);// 生成两个随机数相减，保证生成的数中有负数  
  38.         }  
  39.         System.out.println("==========原始序列==========");  
  40.         printArray(array);  
  41.         return array;  
  42.     }  
  43.   
  44.     /** 
  45.      * @description 打印出随机数 
  46.      * @date Nov 19, 2009 
  47.      * @author HDS 
  48.      * @param data 
  49.      */  
  50.     public void printArray(int[] data) {  
  51.         for (int i : data) {  
  52.             System.out.print(i + " ");  
  53.         }  
  54.         System.out.println();  
  55.     }  
  56.   
  57.     /** 
  58.      * @description 交换相邻两个数 
  59.      * @date Nov 19, 2009 
  60.      * @author HDS 
  61.      * @param data 
  62.      * @param x 
  63.      * @param y 
  64.      */  
  65.     public void swap(int[] data, int x, int y) {  
  66.         int temp = data[x];  
  67.         data[x] = data[y];  
  68.         data[y] = temp;  
  69.     }  
  70.   
  71.     /** 
  72.      * 冒泡排序----交换排序的一种 
  73.      * 方法：相邻两元素进行比较，如有需要则进行交换，每完成一次循环就将最大元素排在最后（如从小到大排序），下一次循环是将其他的数进行类似操作。 
  74.      * 性能：比较次数O(n^2),n^2/2；交换次数O(n^2),n^2/4 
  75.      *  
  76.      * @param data 
  77.      *            要排序的数组 
  78.      * @param sortType 
  79.      *            排序类型 
  80.      * @return 
  81.      */  
  82.     public void bubbleSort(int[] data, String sortType) {  
  83.         if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大  
  84.             // 比较的轮数  
  85.             for (int i = 1; i < data.length; i++) { // 数组有多长,轮数就有多长  
  86.                 // 将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡  
  87.                 for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {// 每一轮下来会将比较的次数减少  
  88.                     if (data[j] > data[j + 1]) {  
  89.                         // 交换相邻两个数  
  90.                         swap(data, j, j + 1);  
  91.                     }  
  92.                 }  
  93.             }  
  94.         } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小  
  95.             // 比较的轮数  
  96.             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
  97.                 // 将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡  
  98.                 for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {  
  99.                     if (data[j] < data[j + 1]) {  
 100.                         // 交换相邻两个数  
 101.                         swap(data, j, j + 1);  
 102.                     }  
 103.                 }  
 104.             }  
 105.         } else {  
 106.             System.out.println("您输入的排序类型错误！");  
 107.         }  
 108.         printArray(data);// 输出冒泡排序后的数组值  
 109.     }  
 110.   
 111.     /** 
 112.      * 直接选择排序法----选择排序的一种 方法：每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素， 
 113.      * 顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。 性能：比较次数O(n^2),n^2/2 交换次数O(n),n 
 114.      * 交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多，所以选择排序比冒泡排序快。 
 115.      * 但是N比较大时，比较所需的CPU时间占主要地位，所以这时的性能和冒泡排序差不太多，但毫无疑问肯定要快些。 
 116.      *  
 117.      * @param data 
 118.      *            要排序的数组 
 119.      * @param sortType 
 120.      *            排序类型 
 121.      * @return 
 122.      */  
 123.     public void selectSort(int[] data, String sortType) {  
 124.         if (sortType.endsWith("asc")) {// 正排序，从小排到大  
 125.             int index;  
 126.             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
 127.                 index = 0;  
 128.                 for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {  
 129.                     if (data[j] > data[index]) {  
 130.                         index = j;  
 131.                     }  
 132.                 }  
 133.                 // 交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数  
 134.                 swap(data, data.length - i, index);  
 135.             }  
 136.         } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小  
 137.             int index;  
 138.             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
 139.                 index = 0;  
 140.                 for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {  
 141.                     if (data[j] < data[index]) {  
 142.                         index = j;  
 143.                     }  
 144.                 }  
 145.                 // 交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数  
 146.                 swap(data, data.length - i, index);  
 147.             }  
 148.         } else {  
 149.             System.out.println("您输入的排序类型错误！");  
 150.         }  
 151.         printArray(data);// 输出直接选择排序后的数组值  
 152.     }  
 153.   
 154.     /** 
 155.      * 插入排序 方法：将一个记录插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。 性能：比较次数O(n^2),n^2/4 
 156.      * 复制次数O(n),n^2/4 比较次数是前两者的一般，而复制所需的CPU时间较交换少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比选择排序也要快。 
 157.      *  
 158.      * @param data 
 159.      *            要排序的数组 
 160.      * @param sortType 
 161.      *            排序类型 
 162.      */  
 163.     public void insertSort(int[] data, String sortType) {  
 164.         if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大  
 165.             // 比较的轮数  
 166.             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
 167.                 // 保证前i+1个数排好序  
 168.                 for (int j = 0; j < i; j++) {  
 169.                     if (data[j] > data[i]) {  
 170.                         // 交换在位置j和i两个数  
 171.                         swap(data, i, j);  
 172.                     }  
 173.                 }  
 174.             }  
 175.         } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小  
 176.             // 比较的轮数  
 177.             for (int i = 1; i < data.length; i++) {  
 178.                 // 保证前i+1个数排好序  
 179.                 for (int j = 0; j < i; j++) {  
 180.                     if (data[j] < data[i]) {  
 181.                         // 交换在位置j和i两个数  
 182.                         swap(data, i, j);  
 183.                     }  
 184.                 }  
 185.             }  
 186.         } else {  
 187.             System.out.println("您输入的排序类型错误！");  
 188.         }  
 189.         printArray(data);// 输出插入排序后的数组值  
 190.     }  
 191.   
 192.     /** 
 193.      * 反转数组的方法 
 194.      *  
 195.      * @param data 
 196.      *            源数组 
 197.      */  
 198.     public void reverse(int[] data) {  
 199.         int length = data.length;  
 200.         int temp = 0;// 临时变量  
 201.         for (int i = 0; i < length / 2; i++) {  
 202.             temp = data[i];  
 203.             data[i] = data[length - 1 - i];  
 204.             data[length - 1 - i] = temp;  
 205.         }  
 206.         printArray(data);// 输出到转后数组的值  
 207.     }  
 208.   
 209.     /** 
 210.      * 快速排序 快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。 步骤为： 
 211.      * 1. 从数列中挑出一个元素，称为 "基准"（pivot）， 2. 
 212.      * 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后，该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。 
 213.      * 3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。 
 214.      * 递回的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递回下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。 
 215.      *  
 216.      * @param data 
 217.      *            待排序的数组 
 218.      * @param low 
 219.      * @param high 
 220.      * @see SortTest#qsort(int[], int, int) 
 221.      * @see SortTest#qsort_desc(int[], int, int) 
 222.      */  
 223.     public void quickSort(int[] data, String sortType) {  
 224.         if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大  
 225.             qsort_asc(data, 0, data.length - 1);  
 226.         } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小  
 227.             qsort_desc(data, 0, data.length - 1);  
 228.         } else {  
 229.             System.out.println("您输入的排序类型错误！");  
 230.         }  
 231.     }  
 232.   
 233.     /** 
 234.      * 快速排序的具体实现，排正序 
 235.      *  
 236.      * @param data 
 237.      * @param low 
 238.      * @param high 
 239.      */  
 240.     private void qsort_asc(int data[], int low, int high) {  
 241.         int i, j, x;  
 242.         if (low < high) { // 这个条件用来结束递归  
 243.             i = low;  
 244.             j = high;  
 245.             x = data[i];  
 246.             while (i < j) {  
 247.                 while (i < j && data[j] > x) {  
 248.                     j--; // 从右向左找第一个小于x的数  
 249.                 }  
 250.                 if (i < j) {  
 251.                     data[i] = data[j];  
 252.                     i++;  
 253.                 }  
 254.                 while (i < j && data[i] < x) {  
 255.                     i++; // 从左向右找第一个大于x的数  
 256.                 }  
 257.                 if (i < j) {  
 258.                     data[j] = data[i];  
 259.                     j--;  
 260.                 }  
 261.             }  
 262.             data[i] = x;  
 263.             qsort_asc(data, low, i - 1);  
 264.             qsort_asc(data, i + 1, high);  
 265.         }  
 266.     }  
 267.   
 268.     /** 
 269.      * 快速排序的具体实现，排倒序 
 270.      *  
 271.      * @param data 
 272.      * @param low 
 273.      * @param high 
 274.      */  
 275.     private void qsort_desc(int data[], int low, int high) {  
 276.         int i, j, x;  
 277.         if (low < high) { // 这个条件用来结束递归  
 278.             i = low;  
 279.             j = high;  
 280.             x = data[i];  
 281.             while (i < j) {  
 282.                 while (i < j && data[j] < x) {  
 283.                     j--; // 从右向左找第一个小于x的数  
 284.                 }  
 285.                 if (i < j) {  
 286.                     data[i] = data[j];  
 287.                     i++;  
 288.                 }  
 289.                 while (i < j && data[i] > x) {  
 290.                     i++; // 从左向右找第一个大于x的数  
 291.                 }  
 292.                 if (i < j) {  
 293.                     data[j] = data[i];  
 294.                     j--;  
 295.                 }  
 296.             }  
 297.             data[i] = x;  
 298.             qsort_desc(data, low, i - 1);  
 299.             qsort_desc(data, i + 1, high);  
 300.         }  
 301.     }  
 302.   
 303.     /** 
 304.      * 二分查找特定整数在整型数组中的位置(递归) 查找线性表必须是有序列表 
 305.      *  
 306.      * @paramdataset 
 307.      * @paramdata 
 308.      * @parambeginIndex 
 309.      * @paramendIndex 
 310.      * @returnindex 
 311.      */  
 312.     public int binarySearch(int[] dataset, int data, int beginIndex,  
 313.             int endIndex) {  
 314.         int midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于mid = (low + high)  
 315.                                                         // / 2，但是效率会高些  
 316.         if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]  
 317.                 || beginIndex > endIndex)  
 318.             return -1;  
 319.         if (data < dataset[midIndex]) {  
 320.             return binarySearch(dataset, data, beginIndex, midIndex - 1);  
 321.         } else if (data > dataset[midIndex]) {  
 322.             return binarySearch(dataset, data, midIndex + 1, endIndex);  
 323.         } else {  
 324.             return midIndex;  
 325.         }  
 326.     }  
 327.   
 328.     /** 
 329.      * 二分查找特定整数在整型数组中的位置(非递归) 查找线性表必须是有序列表 
 330.      *  
 331.      * @paramdataset 
 332.      * @paramdata 
 333.      * @returnindex 
 334.      */  
 335.     public int binarySearch(int[] dataset, int data) {  
 336.         int beginIndex = 0;  
 337.         int endIndex = dataset.length - 1;  
 338.         int midIndex = -1;  
 339.         if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]  
 340.                 || beginIndex > endIndex)  
 341.             return -1;  
 342.         while (beginIndex <= endIndex) {  
 343.             midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于midIndex =  
 344.                                                         // (beginIndex +  
 345.                                                         // endIndex) / 2，但是效率会高些  
 346.             if (data < dataset[midIndex]) {  
 347.                 endIndex = midIndex - 1;  
 348.             } else if (data > dataset[midIndex]) {  
 349.                 beginIndex = midIndex + 1;  
 350.             } else {  
 351.                 return midIndex;  
 352.             }  
 353.         }  
 354.         return -1;  
 355.     }  
 356.   
 357.     // /////////////////////===================================测试====================//////////////////  
 358.     public static void main(String[] args) {  
 359.         SortTest ST = new SortTest();  
 360.         int[] array = ST.createArray();  
 361.         System.out.println("==========冒泡排序后(正序)==========");  
 362.         ST.bubbleSort(array, "asc");  
 363.         System.out.println("==========冒泡排序后(倒序)==========");  
 364.         ST.bubbleSort(array, "desc");  
 365.   
 366.         array = ST.createArray();  
 367.         System.out.println("==========选择排序后(正序)==========");  
 368.         ST.selectSort(array, "asc");  
 369.         System.out.println("==========选择排序后(倒序)==========");  
 370.         ST.selectSort(array, "desc");  
 371.           
 372.         array = ST.createArray();  
 373.         System.out.println("==========插入排序后(正序)==========");  
 374.         ST.insertSort(array, "asc");  
 375.         System.out.println("==========插入排序后(倒序)==========");  
 376.         ST.insertSort(array, "desc");  
 377.   
 378.         array = ST.createArray();  
 379.         System.out.println("==========快速排序后(正序)==========");  
 380.         ST.quickSort(array, "asc");  
 381.         ST.printArray(array);  
 382.         System.out.println("==========快速排序后(倒序)==========");  
 383.         ST.quickSort(array, "desc");  
 384.         ST.printArray(array);  
 385.         System.out.println("==========数组二分查找==========");  
 386.         System.out.println("您要找的数在第" + ST.binarySearch(array, 74)+ "个位子。（下标从0计算）");  
 387.   
 388.     }  
 389.   
 390. }