java排序之快速排序、歸併排序、基數排序

時間 2019-11-06

原文原文鏈接

前兩篇說了Java排序中的冒泡、選擇、插入、希爾等排序算法，今天就探討一下剩下的三種經常使用排序。html

快速排序：java

當要求時間最快時，就能夠用快速排序算法。算法

選擇第一個數爲p，小於p的數放在左邊，大於p的數放在右邊，遞歸的將p左邊和右邊的數都按照第一步進行，直到不能遞歸。代碼實現：數組

1 public void quickSort(int[]a,int start,int end){
 2            if(start<end){
 3                int baseNum=a[start];//選基準值
 4                int midNum;//記錄中間值
 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        }

歸併排序：性能

歸併排序速度僅次於快速排序，內存少的時候使用，能夠進行並行計算的時候使用。ui

一、選擇相鄰兩個數組成一個有序序列。code

二、選擇相鄰的兩個有序序列組成一個有序序列。htm

三、重複第二步，直到所有組成一個有序序列。blog

代碼實現：排序

1 public  void mergeSort(int[] a, int left, int right) {  
 2            int t = 1;// 每組元素個數  
 3            int size = right - left + 1;  
 4            while (t < size) {  
 5                int s = t;// 本次循環每組元素個數  
 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         }

基數排序：

基數排序用於大量數，很長的數進行排序時。

將全部的數的個位數取出，按照個位數進行排序，構成一個序列。

將新構成的全部的數的十位數取出，按照十位數進行排序，構成一個序列。

代碼實現：

1 public void baseSort(int[] a) {
 2                //首先肯定排序的趟數;    
 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                //判斷位數;    
11                while (max > 0) {
12                    max /= 10;
13                    time++;
14                }
15                //創建10個隊列;    
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                //進行time次分配和收集;    
22                for (int i = 0; i < time; i++) {
23                    //分配數組元素;    
24                    for (int j = 0; j < a.length; j++) {
25                        //獲得數字的第time+1位數;  
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;//元素計數器;    
32                    //收集隊列元素;    
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         }

到這裏，Java的經常使用的八種排序算法就完結了，固然這幾種方法有各自的優缺點。

1、穩定性:

　穩定：冒泡排序、插入排序、歸併排序和基數排序

　　不穩定：選擇排序、快速排序、希爾排序、堆排序

2、平均時間複雜度

　　O(n^2):直接插入排序，簡單選擇排序，冒泡排序。

　　在數據規模較小時（9W內），直接插入排序，簡單選擇排序差很少。當數據較大時，冒泡排序算法的時間代價最高。性能爲O(n^2)的算法基本上是相鄰元素進行比較，基本上都是穩定的。

　　O(nlogn):快速排序，歸併排序，希爾排序，堆排序。

　　其中，快排是最好的，其次是歸併和希爾，堆排序在數據量很大時效果明顯。

3、排序算法的選擇

　　1.數據規模較小

　　（1）待排序列基本序的狀況下，能夠選擇直接插入排序；