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。
