程序員必知的8大排序（java實現）

8種排序之間的關係:

　一、 直接插入排序

　　（1）基本思想：

　　在要排序的一組數中，假設前面(n-1)[n>=2] 個數已是排好順序的，如今要把第n個數插到前面的有序數中，使得這n個數也是排好順序的。如此反覆循環，直到所有排好順序。

　　（2）實例

　　（3）用java實現

package com.njue; public class insertSort { public insertSort(){      inta[]={ 49 , 38 , 65 , 97 , 76 , 13 , 27 , 49 , 78 , 34 , 12 , 64 , 5 , 4 , 62 , 99 , 98 , 54 , 56 , 17 , 18 , 23 , 34 , 15 , 35 , 25 , 53 , 51 };      int temp= 0 ;      for ( int i= 1 ;i<a.length;i++){         int j=i- 1 ;         temp=a[i];         for (;j>= 0 &&temp<a[j];j--){         a[j+ 1 ]=a[j];                       //將大於temp的值總體後移一個單位         }         a[j+ 1 ]=temp;      }      for ( int i= 0 ;i<a.length;i++)         System.out.println(a[i]); } }

　二、希爾排序（最小增量排序）

　　（1）基本思想：

　　算法先將要排序的一組數按某個增量d（n/2,n爲要排序數的個數）分紅若干組，每組中記錄的下標相差d.對每組中所有元素進行直接插入排序，而後再 用一個較小的增量（d/2）對它進行分組，在每組中再進行直接插入排序。當增量減到1時，進行直接插入排序後，排序完成。

　　（2）實例：

　　（3）用java實現

public class shellSort { public  shellSort(){      int a[]={ 1 , 54 , 6 , 3 , 78 , 34 , 12 , 45 , 56 , 100 };      double d1=a.length;      int temp= 0 ;      while ( true ){          d1= Math.ceil(d1/ 2 );          int d=( int ) d1;          for ( int x= 0 ;x<d;x++){              for ( int i=x+d;i<a.length;i+=d){                  int j=i-d;                  temp=a[i];                  for (;j>= 0 &&temp<a[j];j-=d){                  a[j+d]=a[j];                  }                  a[j+d]=temp;              }          }          if (d== 1 )              break ;      }      for ( int i= 0 ;i<a.length;i++)          System.out.println(a[i]); } }

　三、簡單選擇排序

　　（1）基本思想：

　　在要排序的一組數中，選出最小的一個數與第一個位置的數交換；而後在剩下的數當中再找最小的與第二個位置的數交換，如此循環到倒數第二個數和最後一個數比較爲止。

　　（2）實例：

　　（3）用java實現

public class selectSort {      public selectSort(){          int a[]={ 1 , 54 , 6 , 3 , 78 , 34 , 12 , 45 };          int position= 0 ;          for ( int i= 0 ;i<a.length;i++){                            int j=i+ 1 ;              position=i;              int temp=a[i];              for (;j<a.length;j++){              if (a[j]<temp){                  temp=a[j];                  position=j;              }              }              a[position]=a[i];              a[i]=temp;          }          for ( int i= 0 ;i<a.length;i++)              System.out.println(a[i]);      } }

　四、堆排序

　　（1）基本思想：

　　堆排序是一種樹形選擇排序，是對直接選擇排序的有效改進。

　　堆的定義以下：具備n個元素的序列（h1,h2,...,hn),當且僅當知足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi& lt;=h2i,hi<=2i+1）(i=1,2,...,n/2)時稱之爲堆。在這裏只討論知足前者條件的堆。由堆的定義能夠看出，堆頂元素（即 第一個元素）必爲最大項（大頂堆）。徹底二叉樹能夠很直觀地表示堆的結構。堆頂爲根，其它爲左子樹、右子樹。初始時把要排序的數的序列看做是一棵順序存儲 的二叉樹，調整它們的存儲序，使之成爲一個堆，這時堆的根節點的數最大。而後將根節點與堆的最後一個節點交換。而後對前面(n-1)個數從新調整使之成爲 堆。依此類推，直到只有兩個節點的堆，並對它們做交換，最後獲得有n個節點的有序序列。從算法描述來看，堆排序須要兩個過程，一是創建堆，二是堆頂與堆的 最後一個元素交換位置。因此堆排序有兩個函數組成。一是建堆的滲透函數，二是反覆調用滲透函數實現排序的函數。

　　（2）實例：

　　初始序列：46,79,56,38,40,84

　　建堆：

　　交換，從堆中踢出最大數

　　剩餘結點再建堆，再交換踢出最大數

　　依次類推：最後堆中剩餘的最後兩個結點交換，踢出一個，排序完成。

　　（3）用java實現

import java.util.Arrays; public class HeapSort {       int a[]={ 49 , 38 , 65 , 97 , 76 , 13 , 27 , 49 , 78 , 34 , 12 , 64 , 5 , 4 , 62 , 99 , 98 , 54 , 56 , 17 , 18 , 23 , 34 , 15 , 35 , 25 , 53 , 51 };      public  HeapSort(){          heapSort(a);      }      public  void heapSort( int [] a){          System.out.println( "開始排序" );          int arrayLength=a.length;          //循環建堆          for ( int i= 0 ;i<arrayLength- 1 ;i++){              //建堆              buildMaxHeap(a,arrayLength- 1 -i);              //交換堆頂和最後一個元素              swap(a, 0 ,arrayLength- 1 -i);              System.out.println(Arrays.toString(a));          }      }        private  void swap( int [] data, int i, int j) {          // TODO Auto-generated method stub          int tmp=data[i];          data[i]=data[j];          data[j]=tmp;      }      //對data數組從0到lastIndex建大頂堆      private void buildMaxHeap( int [] data, int lastIndex) {          // TODO Auto-generated method stub          //從lastIndex處節點（最後一個節點）的父節點開始          for ( int i=(lastIndex- 1 )/ 2 ;i>= 0 ;i--){              //k保存正在判斷的節點              int k=i;              //若是當前k節點的子節點存在              while (k* 2 + 1 <=lastIndex){                  //k節點的左子節點的索引                  int biggerIndex= 2 *k+ 1 ;                  //若是biggerIndex小於lastIndex，即biggerIndex+1表明的k節點的右子節點存在                  if (biggerIndex<lastIndex){                      //若果右子節點的值較大                      if (data[biggerIndex]<data[biggerIndex+ 1 ]){                          //biggerIndex老是記錄較大子節點的索引                          biggerIndex++;                      }                  }                  //若是k節點的值小於其較大的子節點的值                  if (data[k]<data[biggerIndex]){                      //交換他們                      swap(data,k,biggerIndex);                      //將biggerIndex賦予k，開始while循環的下一次循環，從新保證k節點的值大於其左右子節點的值                      k=biggerIndex;                  } else {                      break ;                  }              }          }      } }

　五、冒泡排序

　　（1）基本思想：

　　在要排序的一組數中，對當前還未排好序的範圍內的所有數，自上而下對相鄰的兩個數依次進行比較和調整，讓較大的數往下沉，較小的往上冒。即：每當兩相鄰的數比較後發現它們的排序與排序要求相反時，就將它們互換。

　　（2）實例：

　　（3）用java實現

public class bubbleSort { public  bubbleSort(){       int a[]={ 49 , 38 , 65 , 97 , 76 , 13 , 27 , 49 , 78 , 34 , 12 , 64 , 5 , 4 , 62 , 99 , 98 , 54 , 56 , 17 , 18 , 23 , 34 , 15 , 35 , 25 , 53 , 51 };      int temp= 0 ;      for ( int i= 0 ;i<a.length- 1 ;i++){          for ( int j= 0 ;j<a.length- 1 -i;j++){          if (a[j]>a[j+ 1 ]){              temp=a[j];              a[j]=a[j+ 1 ];              a[j+ 1 ]=temp;          }          }      }      for ( int i= 0 ;i<a.length;i++)      System.out.println(a[i]);      } }

　六、快速排序

　　（1）基本思想：

　　選擇一個基準元素,一般選擇第一個元素或者最後一個元素,經過一趟掃描，將待排序列分紅兩部分,一部分比基準元素小,一部分大於等於基準元素,此時基準元素在其排好序後的正確位置,而後再用一樣的方法遞歸地排序劃分的兩部分。

　　（2）實例：

　　（3）用java實現

public class quickSort {    int a[]={ 49 , 38 , 65 , 97 , 76 , 13 , 27 , 49 , 78 , 34 , 12 , 64 , 5 , 4 , 62 , 99 , 98 , 54 , 56 , 17 , 18 , 23 , 34 , 15 , 35 , 25 , 53 , 51 }; public  quickSort(){      quick(a);      for ( int i= 0 ;i<a.length;i++)          System.out.println(a[i]); } public int getMiddle( int [] list, int low, int high) {                int tmp = list[low];    //數組的第一個做爲中軸                while (low < high) {                    while (low < high && list[high] >= tmp) {             high--;                    }                    list[low] = list[high];   //比中軸小的記錄移到低端                    while (low < high && list[low] <= tmp) {                        low++;                    }                    list[high] = list[low];   //比中軸大的記錄移到高端                }               list[low] = tmp;              //中軸記錄到尾                return low;                   //返回中軸的位置            }  public void _quickSort( int [] list, int low, int high) {                if (low < high) {                   int middle = getMiddle(list, low, high);  //將list數組進行一分爲二                    _quickSort(list, low, middle - 1 );        //對低字表進行遞歸排序                   _quickSort(list, middle + 1 , high);       //對高字表進行遞歸排序                }            } public void quick( int [] a2) {                if (a2.length > 0 ) {    //查看數組是否爲空                    _quickSort(a2, 0 , a2.length - 1 );            }         } }

　七、歸併排序

　　（1）基本排序：

　　歸併（Merge）排序法是將兩個（或兩個以上）有序表合併成一個新的有序表，即把待排序序列分爲若干個子序列，每一個子序列是有序的。而後再把有序子序列合併爲總體有序序列。

　　（2）實例：

　　（3）用java實現

import java.util.Arrays; public class mergingSort { int a[]={ 49 , 38 , 65 , 97 , 76 , 13 , 27 , 49 , 78 , 34 , 12 , 64 , 5 , 4 , 62 , 99 , 98 , 54 , 56 , 17 , 18 , 23 , 34 , 15 , 35 , 25 , 53 , 51 }; public  mergingSort(){      sort(a, 0 ,a.length- 1 );      for ( int i= 0 ;i<a.length;i++)          System.out.println(a[i]); } public void sort( int [] data, int left, int right) {      // TODO Auto-generated method stub      if (left<right){          //找出中間索引          int center=(left+right)/ 2 ;          //對左邊數組進行遞歸          sort(data,left,center);          //對右邊數組進行遞歸          sort(data,center+ 1 ,right);          //合併          merge(data,left,center,right);                } } public void merge( int [] data, int left, int center, int right) {      // TODO Auto-generated method stub      int [] tmpArr= new int [data.length];      int mid=center+ 1 ;      //third記錄中間數組的索引      int third=left;      int tmp=left;      while (left<=center&&mid<=right){        //從兩個數組中取出最小的放入中間數組          if (data[left]<=data[mid]){              tmpArr[third++]=data[left++];          } else {              tmpArr[third++]=data[mid++];          }      }      //剩餘部分依次放入中間數組      while (mid<=right){          tmpArr[third++]=data[mid++];      }      while (left<=center){          tmpArr[third++]=data[left++];      }      //將中間數組中的內容複製回原數組      while (tmp<=right){          data[tmp]=tmpArr[tmp++];      }      System.out.println(Arrays.toString(data)); }    }

　八、基數排序

　　（1）基本思想：

　　將全部待比較數值（正整數）統一爲一樣的數位長度，數位較短的數前面補零。而後，從最低位開始，依次進行一次排序。這樣從最低位排序一直到最高位排序完成之後,數列就變成一個有序序列。

　　（2）實例：

　　（3）用java實現

import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class radixSort {      int a[]={ 49 , 38 , 65 , 97 , 76 , 13 , 27 , 49 , 78 , 34 , 12 , 64 , 5 , 4 , 62 , 99 , 98 , 54 , 101 , 56 , 17 , 18 , 23 , 34 , 15 , 35 , 25 , 53 , 51 }; public radixSort(){      sort(a);      for ( int i= 0 ;i<a.length;i++)          System.out.println(a[i]); } public  void sort( int [] array){                                 //首先肯定排序的趟數;            int max=array[ 0 ];            for ( int i= 1 ;i<array.length;i++){                   if (array[i]>max){                   max=array[i];                   }                }           int time= 0 ;               //判斷位數;                while (max> 0 ){                   max/= 10 ;                    time++;                }                             //創建10個隊列;                List<ArrayList> queue= new ArrayList<ArrayList>();                for ( int i= 0 ;i< 10 ;i++){                    ArrayList<Integer> queue1= new ArrayList<Integer>();                  queue.add(queue1);            }                                //進行time次分配和收集;                for ( int i= 0 ;i<time;i++){                                         //分配數組元素;                   for ( int j= 0 ;j<array.length;j++){                        //獲得數字的第time+1位數;                     int x=array[j]%( int )Math.pow( 10 , i+ 1 )/( int )Math.pow( 10 , i);                     ArrayList<Integer> queue2=queue.get(x);                     queue2.add(array[j]);                     queue.set(x, queue2);              }                    int count= 0 ; //元素計數器;                //收集隊列元素;                    for ( int k= 0 ;k< 10 ;k++){                  while (queue.get(k).size()> 0 ){                      ArrayList<Integer> queue3=queue.get(k);                          array[count]=queue3.get( 0 );                            queue3.remove( 0 );                      count++;                }                }        }                 }  }