常见排序算法(附java代码)

常见排序算法与java实现

一、选择排序(SelectSort)

基本原理：对于给定的一组记录，经过第一轮比较后得到最小的记录，然后将该记录与第一个记录的位置进行交换；接着对不包括第一个记录以外的其他记录进行第二次比较，得到最小的记录并与第二个记录进行位置交换；重复该过程，直到进行比较的记录只有一个为止。

public class SelectSort {
    public static void selectSort(int[] array) {
        int i;
        int j;
        int temp;
        int flag;
        for (i = 0; i < array.length; i++) {
            temp = array[i];
            flag = i;
            for (j = i + 1; j < array.length; j++) {
                if (array[j] < temp) {
                    temp = array[j];
                    flag = j;
                }
            }
            if (flag != i) {
                array[flag] = array[i];
                array[i] = temp;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] a = { 5, 1, 9, 6, 7, 2, 8, 4, 3 };
        selectSort(a);
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i] + " ");
        }
    }
}

二、插入排序(InsertSort)

基本原理：对于给定的一组数据，初始时假设第一个记录自成一个有序序列，其余记录为无序序列。接着从第二个记录开始，按照记录的大小依次将当前处理的记录插入到其之前的有序序列中，直至最后一个记录插入到有序序列中为止。

public class InsertSort {
    public static void insertSort(int[] a) {
        if (a != null) {
            for (int i = 1; i < a.length; i++) {
                int temp = a[i];
                int j = i;
                if (a[j - 1] > temp) {
                    while (j >= 1 && a[j - 1] > temp) {
                        a[j] = a[j - 1];
                        j--;
                    }
                }
                a[j] = temp;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] a = { 5, 1, 7, 2, 8, 4, 3, 9, 6 };
        // int[] a =null;
        insertSort(a);
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i] + " ");
        }
    }
}

三、冒泡排序(BubbleSort)

基本原理：对于给定的n个记录，从第一个记录开始依次对相邻的两个记录进行比较，当前面的记录大于后面的记录时，交换位置，进行一轮比较和换位后，n个记录中的最大记录将位于第n位；然后对前(n-1)个记录进行第二轮比较；重复该过程直到进行比较的记录只剩下一个为止。

public class BubbleSort {
    public static void bubbleSort(int array[]) {
        int temp = 0;
        int n = array.length;
        for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                if (array[j] > array[j + 1]) {
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j + 1];
                    array[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a[] = { 45, 1, 21, 17, 69, 99, 32 };
        bubbleSort(a);
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i] + " ");
        }
    }
}

四、归并排序(MergeSort)

基本原理：利用递归与分治技术将数据序列划分成为越来越小的半子表，再对半子表排序，最后再用递归方法将排好序的半子表合并成为越来越大的有序序列。对于给定的一组记录(假设共有n个记录)，首先将每两个相邻的长度为1的子序列进行归并，得到n/2(向上取整)个长度为2或1的有序子序列，再将其两两归并，反复执行此过程，直到得到一个有序序列。

public class MergeSort {
    public static void merge(int array[], int p, int q, int r) {
        int i, j, k, n1, n2;
        n1 = q - p + 1;
        n2 = r - q;
        int[] L = new int[n1];
        int[] R = new int[n2];
        for (i = 0, k = p; i < n1; i++, k++)
            L[i] = array[k];
        for (i = 0, k = q + 1; i < n2; i++, k++)
            R[i] = array[k];
        for (k = p, i = 0, j = 0; i < n1 && j < n2; k++) {
            if (L[i] > R[j]) {
                array[k] = L[i];
                i++;
            } else {
                array[k] = R[j];
                j++;
            }
        }
        if (i < n1) {
            for (j = i; j < n1; j++, k++)
                array[k] = L[j];
        }
        if (j < n2) {
            for (i = j; i < n2; i++, k++) {
                array[k] = R[i];
            }
        }
    }

    public static void mergeSort(int array[], int p, int r) {
        if (p < r) {
            int q = (p + r) / 2;
            mergeSort(array, p, q);
            mergeSort(array, q + 1, r);
            merge(array, p, q, r);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a[] = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
        mergeSort(a, 0, a.length - 1);
        for (int j = 0; j < a.length; j++) {
            System.out.print(a[j] + " ");
        }
    }
}

五、快速排序(QuickSort)

基本原理：对于一组给定的记录，通过一趟排序后，将原序列分为两部分，其中前一部分的所有记录均比后一部分的所有记录小，然后再依次对前后两部分的记录进行快速排序，递归该过程，直到序列中的所有记录均有序为止。

public class QuickSort {
    public static void sort(int array[], int low, int high) {
        int i, j;
        int index;
        if (low >= high)
            return;
        i = low;
        j = high;
        index = array[i];
        while (i < j) {
            while (i < j && index <= array[j])
                j--;
            if (i < j)
                array[i++] = array[j];
            while (i < j && index > array[i])
                i++;
            if (i < j)
                array[j--] = array[i];
        }
        array[i] = index;
        sort(array, low, i - 1);
        sort(array, i + 1, high);
    }

    public static void quickSort(int array[]) {
        sort(array, 0, array.length - 1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a[] = { 5, 8, 4, 6, 7, 1, 3, 9, 2 };
        quickSort(a);
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i] + " ");
        }
    }
}

六、希尔排序(ShellSort)

基本原理：先将待排序的数组元素分成多个子序列，使得每个子序列的元素个数相对减少，然后对各个子序列分别进行直接插入排序，待整个待排序序列"基本有序后"，最后再对所有元素进行一次直接插入排序。

public class ShellSort {
    public static void shellSort(int[] a) {
        int len = a.length;
        int i, j;
        int h;
        int temp;
        for (h = len / 2; h > 0; h = h / 2) {
            for (i = h; i < len; i++) {
                temp = a[i];
                for (j = i - h; j >= 0; j -= h) {
                    if (temp < a[j]) {
                        a[j + h] = a[j];
                    } else
                        break;
                }
                a[j + h] = temp;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a[] = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
        shellSort(a);
        for (int j = 0; j < a.length; j++) {
            System.out.print(a[j] + " ");
        }
    }
}

七、最小堆排序(MinHeapSort)

基本原理：对于给定的n个记录，初始时把这些记录看作一颗顺序存储的二叉树，然后将其调整为一个小顶堆，然后将堆的最后一个元素与堆顶元素进行交换后，堆的最后一个元素即为最小记录；接着讲前(n-1)个元素重新调整为一个小顶堆，再将堆顶元素与当前堆的最后一个元素进行交换后得到次小的记录，重复该过程直到调整的堆中只剩一个元素时为止，该元素即为最大记录，此时可得到一个有序序列。

public class MinHeapSort {
    public static void adjustMinHeap(int[] a, int pos, int len) {
        int temp;
        int child;
        for (temp = a[pos]; 2 * pos + 1 <= len; pos = child) {
            child = 2 * pos + 1;
            if (child < len && a[child] > a[child + 1])
                child++;
            if (a[child] < temp)
                a[pos] = a[child];
            else
                break;
        }
        a[pos] = temp;
    }

    public static void myMinHeapSort(int[] array) {
        int i;
        int len = array.length;
        for (i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) {
            adjustMinHeap(array, i, len - 1);
        }
        for (i = len - 1; i >= 0; i--) {
            int tmp = array[0];
            array[0] = array[i];
            array[i] = tmp;
            adjustMinHeap(array, 0, i - 1);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] a = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
        myMinHeapSort(a);
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i] + " ");
        }
    }
}