Java种八种常用排序算法

1 直接插入排序

经常碰到这样一类排序问题：把新的数据插入到已经排好的数据列中。

将第一个数和第二个数排序，然后构成一个有序序列

将第三个数插入进去，构成一个新的有序序列。

对第四个数、第五个数……直到最后一个数，重复第二步。

如何写成代码：

首先设定插入次数，即循环次数，for(int i=1;i<length;i++)，1个数的那次不用插入。

设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。

从最后一个数开始向前循环，如果插入数小于当前数，就将当前数向后移动一位。

将当前数放置到空着的位置，即j+1。

代码实现如下：

public void insertSort(int[] a) {
    int length = a.length;    //数组长度
    int insertNum;            //要插入的数
    for(int i=1; i<length; i++) {
        insertNum = a[i];
        int j = i - 1;
        while(j >= 0 && a[j] > insertNum) {
            a[j+1] = a[j];
            j--;
        }
        a[i+1] = insertNum;
    }
}

2 希尔排序

对于直接插入排序问题，数据量巨大时。

将数的个数设为n，取奇数k=n/2，将下标差值为k的书分为一组，构成有序序列。

再取k=k/2 ，将下标差值为k的书分为一组，构成有序序列。

重复第二步，直到k=1执行简单插入排序。

如何写成代码：

首先确定分的组数。

然后对组中元素进行插入排序。

然后将length/2，重复1,2步，直到length=0为止。

代码实现如下：

3 简单选择排序

常用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比较都交换，那么就是交换排序；如果每次比较完一个循环再交换，就是简单选择排序。)

遍历整个序列，将最小的数放在最前面。

遍历剩下的序列，将最小的数放在最前面。

重复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：

首先确定循环次数，并且记住当前数字和当前位置。

将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比，小数赋值给key，并记住小数的位置。

比对完成后，将最小的值与第一个数的值交换。

重复2、3步。

代码实现如下：

4 堆排序

对简单选择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。

将根节点与最后一个节点交换，然后断开最后一个节点。

重复第一、二步，直到所有节点断开。

代码实现如下：

public void heapSort(int[] a) {
    System.out.println("开始排序");
    int arrayLength = a.length;
    // 循环建堆
    for (int i = 0; i < arrayLength - 1; i++) {
        // 建堆
        buildMaxHeap(a, arrayLength - 1 - i);
        // 交换堆顶和最后一个元素
        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;
}

// 对data数组从0到lastIndex建大顶堆
private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
    // TODO Auto-generated method stub
    // 从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始
    for (int i = (lastIndex - 1) / 2; i >= 0; i--) {
        // k保存正在判断的节点
        int k = i;
        // 如果当前k节点的子节点存在
        while (k * 2 + 1 <= lastIndex) {
            // k节点的左子节点的索引
            int biggerIndex = 2 * k + 1;
            // 如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在
            if (biggerIndex < lastIndex) {
                // 若果右子节点的值较大
                if (data[biggerIndex] < data[biggerIndex + 1]) {
                    // biggerIndex总是记录较大子节点的索引
                    biggerIndex++;
                }
            }
            // 如果k节点的值小于其较大的子节点的值
            if (data[k] < data[biggerIndex]) {
                // 交换他们
                swap(data, k, biggerIndex);
                // 将biggerIndex赋予k，开始while循环的下一次循环，重新保证k节点的值大于其左右子节点的值
                k = biggerIndex;
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}

5 冒泡排序

一般不用。

将序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。

将剩余序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。

重复第二步，直到只剩下一个数。

如何写成代码：

设置循环次数。

设置开始比较的位数，和结束的位数。

两两比较，将最小的放到前面去。

重复2、3步，直到循环次数完毕。

代码实现如下：

6 快速排序

要求时间最快时。

选择第一个数为p，小于p的数放在左边，大于p的数放在右边。

递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行，直到不能递归。

代码实现如下：

7 归并排序

速度仅次于快排，内存少的时候使用，可以进行并行计算的时候使用。

选择相邻两个数组成一个有序序列。

选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

重复第二步，直到全部组成一个有序序列。

代码实现如下：

public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {
    int t = 1;// 每组元素个数
    int size = right - left + 1;
    while (t < size) {
    int s = t;// 本次循环每组元素个数
        t = 2 * s;
        int i = left;
        while (i + (t - 1) < size) {
            merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));
            i += t;
        }
        if (i + (s - 1) < right)
            merge(numbers, i, i + (s - 1), right);
    }
}

private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {
    int[] B = new int[data.length];
    int s = p;
    int t = q + 1;
    int k = p;
    while (s <= q && t <= r) {
        if (data[s] <= data[t]) {
            B[k] = data[s];
            s++;
        } else {
            B[k] = data[t];
            t++;
        }
        k++;
    }
    if (s == q + 1)
        B[k++] = data[t++];
    else
        B[k++] = data[s++];
    for (int i = p; i <= r; i++)
        data[i] = B[i];
 }

8 基数排序

用于大量数，很长的数进行排序时。

将所有的数的个位数取出，按照个位数进行排序，构成一个序列。

将新构成的所有的数的十位数取出，按照十位数进行排序，构成一个序列。

代码实现如下：

public void sort(int[] array) {
    // 首先确定排序的趟数;
    int max = array[0];
    for (int i = 1; i < array.length; i++) {
        if (array[i] > max) {
            max = array[i];
        }
    }
    int time = 0;
    // 判断位数;
    while (max > 0) {
        max /= 10;
        time++;
    }
    // 建立10个队列;
    List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
        queue.add(queue1);
    }
    // 进行time次分配和收集;
    for (int i = 0; i < time; i++) {
        // 分配数组元素;
        for (int j = 0; j < array.length; j++) {
            // 得到数字的第time+1位数;
            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;// 元素计数器;
        // 收集队列元素;
        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++;
            }
        }
    }

}