用JAVA实现的9种排序算法（一）

0.排序基类
/**
 * 为了后面排序算法扩展的方便，引入一个基础类Sorter
 */
package com.javasort;

/**
 * 任何排序算法都继承此公共抽象基类Sorter
 * @author Daniel Cheng
 * 
 */
public abstract class Sorter<E extends Comparable<E>> {

    /**
     * 任何排序算法都重写此抽象方法
     * @param array:欲排序的数组
     * @param from:元素的起始下标
     * @param len:数组的长度
     */
    
    public abstract void sort(E[] array, int from, int len);

    /**
     * 测试排序用例时调用此方法
     * @param array
     */
    public final void sort(E[] array) {
        
        sort(array, 0, array.length);
    }

    /**
     * 需要交换元素顺序时调用此方法
     * @param array
     * @param from
     * @param to
     */
    protected final void swap(E[] array, int from, int to) {
        E tmp = array[from];
        array[from] = array[to];
        array[to] = tmp;
    }
    /**
     * 打印排序后数组元素时调用此方法
     * @param array
     */
    public final void printResult(E[] array){
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            System.out.print(array[i]+",");
        }
    }

}

1.冒泡排序
package com.javasort.bubblesorter;
/**
 * 冒泡排序:最简单的排序算法了，算法思想是每次从数组末端开始比较相邻两元素，
 * 把第i小的冒泡到数组的第i个位置。i从0一直到N-1从而完成排序。
 * （当然也可以从数组开始端开始比较相邻两元素，把第i大的冒泡到数组的第N-i个位置。
 * i从0一直到N-1从而完成排序。)
 */
import com.javasort.Sorter;

/**
 * @author Daniel Cheng
 * 
 */
public class BubbleSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {

    private static  boolean DOWN = true;

    @Override
    public void sort(E[] array, int from, int len) {
        if (DOWN) {
            bubble_down(array, from, len);
        } else {
            bubble_up(array, from, len);
        }

    }

    private final void bubble_down(E[] array, int from, int len) {

        for(int i=from;i<from+len;i++){
            for(int j=from+len-1;j>i;j--){
                if(array[j].compareTo(array[j-1])<0){
                    swap(array, j-1, j);
                }
            }
        }
    }

    private final void bubble_up(E[] array, int from, int len) {
        
        for(int i=from+len-1;i>=from;i--){
            for(int j=from;j<i;j++){
                if(array[j].compareTo(array[j+1])>0){
                    swap(array, j, j+1);
                }
            }
        }

    }

    static final void up() {
        DOWN=false;
    }
    
}

/**
 * 
 */
package com.javasort.bubblesorter;

import com.javasort.Sorter;

/**
 * @author Daniel Cheng
 *
 */
public class BubbleSorterTest {

    public static void main(String[] args) {
        Comparable[] array={5,1,13,2,17,9,7,4,0};
        Sorter bubbleSorter=new BubbleSorter();
        //BubbleSorter.up();
        bubbleSorter.sort(array);
        bubbleSorter.printResult(array);
    }

}

2.插入法排序
package com.javasort.insertsorter;
/**
 * 插入法排序在数据规模小的时候十分高效，该算法每次插入第k+1个元素到
 * 前k个有序数组中一个合适的的位置（k=0...N-1），从而完成排序。
 */
import com.javasort.Sorter;

/**
 * @author Daniel Cheng
 *
 */
public class InsertSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {

    @Override
    public void sort(E[] array, int from, int len) {
        E temp=null;
        for(int i=from+1;i<from+len;i++){
            temp=array[i];
            int j=i;
            for(;j>from;j--){
                if(temp.compareTo(array[j-1])<0){
                    array[j]=array[j-1];
                }
                else
                    break;
            }
            array[j]=temp;
            
        }
        
    }


}

package com.javasort.insertsorter;

import com.javasort.Sorter;

public class InsertSorterTest {

    public static void main(String[] args) {

        Comparable[] array={5,1,13,2,14,9,7,4,0};
        Sorter insertSort=new InsertSorter();
        
        insertSort.sort(array);
        insertSort.printResult(array);
    }

}

3.快速排序
package com.javasort.quicksorter;

/**
 * 快速排序是目前使用可能最广泛的排序算法.一般分如下步骤：
 * 1）选择一个枢纽元素（有很对选法，我的实现里采用去中间元素的简单方法）
 * 2）使用该枢纽元素分割数组，使得比该元素小的元素在它的左边，比它大的在右边。并把枢纽元素放在合适的位置。
 * 3）根据枢纽元素最后确定的位置，把数组分成三部分，左边的，右边的，枢纽元素自己，对左边的，右边的分别递归调用快速排序算法即可。
 * 快速排序的核心在于分割算法，也可以说是最有技巧的部分。
 */
import com.javasort.Sorter;

/**
 * @author Daniel Cheng
 * 
 */
public class QuickSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {

    @Override
    public void sort(E[] array, int from, int len) {
        q_sort(array, from, from + len - 1);
    }

    private final void q_sort(E[] array, int from, int to) {
        if (to - from < 1)
            return;
        int pivot = selectPivot(array, from, to);

        pivot = partion(array, from, to, pivot);

        q_sort(array, from, pivot - 1);
        q_sort(array, pivot + 1, to);

    }

    private int partion(E[] array, int from, int to, int pivot) {
        E tmp = array[pivot];
        array[pivot] = array[to];// now to's position is available

        while (from != to) {
            while (from < to && array[from].compareTo(tmp) <= 0)
                from++;
            if (from < to) {
                array[to] = array[from];// now from's position is available
                to--;
            }
            while (from < to && array[to].compareTo(tmp) >= 0)
                to--;
            if (from < to) {
                array[from] = array[to];// now to's position is available now
                from++;
            }
        }
        array[from] = tmp;
        return from;

    }

    private int selectPivot(E[] array, int from, int to) {
        return (from + to) / 2;
    }

}

/**
 * 
 */
package com.javasort.quicksorter;

import com.javasort.Sorter;
import com.javasort.insertsorter.InsertSorter;

/**
 * @author Daniel Cheng
 *
 */
public class QuickSorterTest {

    public static void main(String[] args) {
        Comparable[] array={5,1,13,2,14,9,7,4,0};
        Sorter quickSorter=new QuickSorter();
        
        quickSorter.sort(array);
        quickSorter.printResult(array);
    }

}

4.选择排序
package com.javasort.selectsorter;
/**
 * 选择排序:相对于冒泡来说，它不是每次发现逆序都交换，而是
 * 在找到全局第i小的时候记下该元素位置，最后跟第i个元素交换，
 * 从而保证数组最终的有序。
 * 相对与插入排序来说，选择排序每次选出的都是全局第i小的，
 * 不会调整前i个元素了。
 */
import com.javasort.Sorter;
/**
 * 
 * @author Daniel Cheng
 *
 */

public class SelectSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {

    @Override
    public void sort(E[] array, int from, int len) {
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            int smallest = i;
            int j = i + from;
            for (; j < from + len; j++) {
                if (array[j].compareTo(array[smallest]) < 0) {
                    smallest = j;
                }
            }
            swap(array, i, smallest);

        }

    }

}

package com.javasort.selectsorter;

import com.javasort.Sorter;
import com.javasort.bubblesorter.BubbleSorter;

public class SelectSorterTest {

    public static void main(String[] args) {
        Comparable[] array={5,1,13,2,17,9,7,4,0};
        Sorter selectSorter=new SelectSorter();
        selectSorter.sort(array);
        selectSorter.printResult(array);
    }

}