你的位置:首页 > Java教程

[Java教程]几大排序算法的Java实现


很多的面试题都问到了排序算法,中间的算法和思想比较重要,这边我选择了5种常用排序算法并用Java进行了实现。自己写一个模板已防以后面试用到。大家可以看过算法之后,自己去实现一下。

1.冒泡排序:大数向下沉,小数向上浮。

package TestProject;/** * 冒泡排序 * @author xuhui * */public class SortAll {  public static void main(String[] args){    int[] a = {0,8,1,2,8,6,1};    bubbleSort(a);    for(int i=0;i<a.length;i++){      System.out.print(a[i]+" ");    }  }  public static void bubbleSort(int[] a){    int len = a.length;//数组长度    for(int i=0;i<len;i++){//每趟把最大数下沉到数组最后面      for(int j=0;j<len-1;j++){        if(a[j+1]<a[j]){//如果数组后面的数比前面的小,则往后换下沉          int temp = a[j];          a[j] = a[j+1];          a[j+1] = temp;        }      }    }  }}

1.1冒泡排序的优化一:用一个变量记录每趟大数下沉的位置,标量值说明该变量后面数组已排序完成。

package TestProject;/** * 冒泡排序优化 * @author xuhui * */public class SortAll {  public static void main(String[] args){    int[] a = {0,8,1,2,8,6,1};    bubbleSort_1(a);    for(int i=0;i<a.length;i++){      System.out.print(a[i]+" ");    }  }  public static void bubbleSort_1(int[] a){    int len = a.length;//数组长度    int i = len-1;    while(i>0){      int pos = 0;      for(int j=0;j<i;j++){//只需排序a[0,1,...,pos]        if(a[j]>a[j+1]){          int temp = a[j];          a[j] = a[j+1];          a[j+1] = temp;          pos = j;        }      }      i = pos;//下一摊,a[pos+1,...,len-1]已排序好    }  }}

 

1.2冒泡排序的优化二:将大数向下沉同时小数向下浮。

package TestProject;/** * 冒泡排序优化 * @author xuhui * */public class SortAll {  public static void main(String[] args){    int[] a = {0,8,1,2,8,6,1};    bubbleSort_2(a);    for(int i=0;i<a.length;i++){      System.out.print(a[i]+" ");    }  }  public static void bubbleSort_2(int[] a){    int len = a.length;//数组长度    int hight = len-1;    int low = 0;    while(low<hight){      for(int i=low;i<hight;i++){//大数下沉        if(a[i]>a[i+1]){          int temp = a[i];          a[i] = a[i+1];          a[i+1] = temp;        }      }      hight--;//每趟数组大数下沉到无序数组最后面,后面大数已排序好(这地方可以优化,可以每趟给一个变量记录其最后交换的位置,说明变量后面的数组已排序好)      for(int i=hight;i>low;i--){//小数上浮        if(a[i]<a[i-1]){          int temp = a[i];          a[i] = a[i-1];          a[i-1] = temp;        }      }      low++;//每趟数组小数上浮到无序数组最前面,前面的小数已排序好    }  }}

 

2.插入排序:大致思想就是两个数组,一个有序数组,一个无序数组,将无序数组插入有序数列中。其中将a[0]看成有序数组,a[1,...,len-1]看成无序数组。

package TestProject;/** * 插入排序 * @author xuhui * */public class SortAll {  public static void main(String[] args){    int[] a = {0,8,1,2,8,6,1};    insertSort(a);    for(int i=0;i<a.length;i++){      System.out.print(a[i]+" ");    }  }  public static void insertSort(int[] a){    int len = a.length;//数组长度    for(int i=1;i<len;i++){      int temp = a[i];      int j;      for(j=i-1;j>=0;j--){//将a[i]插入a[0,..,i]序列中        if(a[j]<=temp){          break;        }else{          a[j+1]=a[j];//插入有序数组时(从小到大),如果插入的数比当前数小,则向前插入,此时的数向后挪一位        }          }      a[j+1] = temp;//此时插入数在有序数列的位置    }  }}

3.选择排序:每趟选择出最小的数放在数组最前面。

package TestProject;/** * 选择排序 * @author xuhui * */public class SortAll {  public static void main(String[] args){    int[] a = {0,8,1,2,8,6,1};    selectSort(a);    for(int i=0;i<a.length;i++){      System.out.print(a[i]+" ");    }  }  public static void selectSort(int[] a){    int len = a.length;    for(int i=0;i<len;i++){      int min = selectMin(a,i,len-1);      int temp = a[min];//将无序数列的最小值换到前面      a[min] = a[i];      a[i] = temp;    }  }  public static int selectMin(int[] a,int s,int t){    int count = s;    for(int i=s;i<=t;i++){      if(a[i]<a[count])count=i;    }    return count;  }}

3.1选择排序优化一:二元选择排序,每次将无序数列的最大值换到后面,将最小值换到前面。

package TestProject;/** * 选择排序 * @author xuhui * */public class SortAll {  public static void main(String[] args){    int[] a = {8,1,0,2,8,6,1};    selectSort(a);    for(int i=0;i<a.length;i++){      System.out.print(a[i]+" ");    }  }  public static void selectSort(int[] a){    int len = a.length;    int l = 0;    int h = len-1;    while(l<h){      int[] count = selectMinMax(a,l,h);      int temp = a[count[0]];//将无序数列的最小值换到前面      a[count[0]] = a[l];      a[l] = temp;           if(count[1]==l){ //count[0]为无序数列的最小值位置,count[1]为无序数列的最大值位置,如果当count[0]挪到l位置时(a[1,..,l-1]为有序序列),可能会出现l位置就是最大值位置        temp = a[count[0]];        a[count[0]] = a[h];        a[h] = temp;      }else{        temp = a[count[1]];        a[count[1]] = a[h];        a[h] = temp;      }            l++;      h--;    }  }  public static int[] selectMinMax(int[] a,int s,int t){    int[] count = {s,t};//count[0]-min,count[1]-max    for(int i=s;i<=t;i++){      if(a[i]<a[count[0]]){        count[0]=i;      }      if(a[i]>a[count[1]]){        count[1]=i;      }    }    return count;  }}

 4.堆排序:首先建立一个最大堆,堆顶元素为最大值,每次将堆顶元素换到数组后面,这样一次循环就可以得到从小到大的有序数组。

package TestProject;/** * 堆排序 * @author xuhui * */public class SortAll {  public static void main(String[] args){    int[] a = {0,8,1,2,8,6,1};    int len = a.length;    for(int i=(len/2-1);i>=0;i--){//建立一个最大堆      maxHeapFixDown(a,i,len);//从有叶子的父节点建立最大堆,从下到上    }    for(int i=a.length-1;i>=0;i--){//堆顶元素为堆的最大值,每次把堆顶换到数组后面,一次次循环就使数组变成从小到大排序      int temp = a[i];      a[i] = a[0];      a[0] = temp;      maxHeapFixDown(a,0,i);    }    for(int i=0;i<a.length;i++){      System.out.print(a[i]+" ");    }  }/**   * 因为我们要从小到大排序,所以需要建立一个最大堆,从i开始到n-1,此时应满足a[i]>a[i+1,...,n-1]   */  public static void maxHeapFixDown(int[] a,int i,int n){    int temp = a[i];    int j = 2*i+1;    while(j<n){      if((j+1)<n&&a[j]<a[j+1])j++;      if(a[j]<temp)break;      a[i] = a[j];      i=j;      j=2*j+1;    }    a[i] = temp;  }}

 5.快速排序:选第一个元素作为基准元素,把小于这个基准元素的值放到前面,把大于这个基准元素的值放到后面。每次这个基准元素的最后位置也就是有序数列最后的位置,

a[0,...,m-1] <a[m]<a[m+1,..,n],再从前面的a[0,...,m-1]进行上面的重复操作即可。

package TestProject;/** * 快排 * @author xuhui * */public class SortAll {  public static void main(String[] args){    int[] a = {0,8,1,2,8,6,1};    int len = a.length;    quickSort(a,0,len-1);    for(int i=0;i<a.length;i++){      System.out.print(a[i]+" ");    }  }   public static void quickSort(int[] a,int s,int t){    if(s<t){      int x = a[s];      int i = s;      int j = t;      while(i<j){        while(i<j&&a[j]>=x)j--;        int temp = a[i];        a[i] = a[j];        a[j] = temp;        while(i<j&&a[i]<=x)i++;        temp = a[j];        a[j] = a[i];        a[i] = temp;      }      quickSort(a,s,i-1);      quickSort(a,i+1,t);    }  }}

这边都是自己参照算法描述实现的Java代码,其中堆排序理解起来会比较困难,里面可能有一些边缘条件没有考虑到,如果有错请大家积极纠正。