Java的几种常见排序算法
一、所谓排序，就是使一串记录，按照其中的某个或某些关键字的大小，递增或递减的排列起来的操作。排序算法，就是如何使得记录按照要求排列的方法。排序算法在很多领域得到相当地重视，尤其是在大量数据的处理方面。一个优秀的算法可以节省大量的资源。在各个领域中考虑到数据的各种限制和规范，要得到一个符合实际的优秀算法，得经过大量的推理和分析。
二、排序算法可以分为内部排序和外部排序。
内部排序是数据记录在内存中进行排序。
外部排序是因排序的数据很大，一次不能容纳全部的排序记录，在排序过程中需要访问外存。
常见的内部排序算法有：冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、快速排序、归并排序等。
当然：实际的排序算法可不止这么一点，如果像了解其他算法可以参考：https://baike.baidu.com/item/%E6%8E%92%E5%BA%8F%E7%AE%97%E6%B3%95/5399605?fr=aladdin#3
三、这里主要介绍常见的几种排序算法
1）冒泡排序
a、冒泡排序，是通过每一次遍历获取最大/最小值
b、将最大值/最小值放在尾部/头部
c、然后除开最大值/最小值，剩下的数据在进行遍历获取最大/最小值
d、代码实现
public static void main(String[] args) { int arr[] = {8, 5, 3, 2, 4}; //冒泡 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { //外层循环，遍历次数 for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) { //内层循环，升序（如果前一个值比后一个值大，则交换） //内层循环一次，获取一个最大值 if (arr[j] > arr[j + 1]) { int temp = arr[j + 1]; arr[j + 1] = arr[j]; arr[j] = temp; } } } }
e、排序过程（红色：移动的数据）
5,3,2,4,8 3,2,4,5,8 2,3,4,5,8 2,3,4,5,8 2,3,4,5,8
2）选择排序
a、将第一个值看成最小值
b、然后和后续的比较找出最小值和下标
c、交换本次遍历的起始值和最小值
d、说明：每次遍历的时候，将前面找出的最小值，看成一个有序的列表，后面的看成无序的列表，然后每次遍历无序列表找出最小值。
e、代码实现
public static void main(String[] args) { int arr[] = {6, 5, 3, 2, 4}; //选择 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { //默认第一个是最小的。 int min = arr[i]; //记录最小的下标 int index = i; //通过与后面的数据进行比较得出，最小值和下标 for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) { if (min > arr[j]) { min = arr[j]; index = j; } } //然后将最小值与本次循环的，开始值交换 int temp = arr[i]; arr[i] = min; arr[index] = temp; //说明：将i前面的数据看成一个排好的队列，i后面的看成一个无序队列。每次只需要找无需的最小值，做替换 } }
f、排序过程（红色：移动的数据）
2,5,3,6,4 2,3,5,6,4 2,3,4,6,5 2,3,4,5,6 2,3,4,5,6
3）插入排序
a、默认从第二个数据开始比较。
b、如果第二个数据比第一个小，则交换。然后在用第三个数据比较，如果比前面小，则插入（狡猾）。否则，退出循环
c、说明：默认将第一数据看成有序列表，后面无序的列表循环每一个数据，如果比前面的数据小则插入（交换）。否则退出。
d、代码实现
public static void main(String[] args) { int arr[] = {7, 5, 3, 2, 4}; //插入排序 for (int i = 1; i < arr.length; i++) { //外层循环，从第二个开始比较 for (int j = i; j > 0; j--) { //内存循环，与前面排好序的数据比较，如果后面的数据小于前面的则交换 if (arr[j] < arr[j - 1]) { int temp = arr[j - 1]; arr[j - 1] = arr[j]; arr[j] = temp; } else { //如果不小于，说明插入完毕，退出内层循环 break; } } } }
e、排序过程（红色：有序，黑色：无序）
5,7,3,2,4 3,5,7,2,4 2,3,5,7,4 2,3,4,5,7
4）希尔排序（插入排序变种版）
a、基本上和插入排序一样的道理
b、不一样的地方在于，每次循环的步长，通过减半的方式来实现
c、说明：基本原理和插入排序类似，不一样的地方在于。通过间隔多个数据来进行插入排序。
d、代码实现
public static void main(String[] args) { int arr[] = {7, 5, 3, 2, 4}; //希尔排序（插入排序变种版） for (int i = arr.length / 2; i > 0; i /= 2) { //i层循环控制步长 for (int j = i; j < arr.length; j++) { //j控制无序端的起始位置 for (int k = j; k > 0 && k - i >= 0; k -= i) { if (arr[k] < arr[k - i]) { int temp = arr[k - i]; arr[k - i] = arr[k]; arr[k] = temp; } else { break; } } } //j,k为插入排序，不过步长为i } }
e、排序过程(步长4/2/1)
4,1,3,2,6,5,8,9,7
3,1,4,2,6,5,7,9,8
1,2,3,4,5,6,7,8,9
5）快速排序
a、确认列表第一个数据为中间值，第一个值看成空缺（低指针空缺）。
b、然后在剩下的队列中，看成有左右两个指针（高低）。
c、开始高指针向左移动，如果遇到小于中间值的数据，则将这个数据赋值到低指针空缺，并且将高指针的数据看成空缺值（高指针空缺）。然后先向右移动一下低指针，并且切换低指针移动。
d、当低指针移动到大于中间值的时候，赋值到高指针空缺的地方。然后先高指针向左移动，并且切换高指针移动。重复c、d操作。
e、直到高指针和低指针相等时退出，并且将中间值赋值给对应指针位置。
f、然后将中间值的左右两边看成行的列表，进行快速排序操作。
g、代码实现
public static void main(String[] args) { int arr[] = {7, 5, 3, 2, 4, 1, 8, 9, 6}; //快速排序 int low = 0; int high = arr.length - 1; quickSort(arr, low, high); } public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) { //如果指针在同一位置(只有一个数据时)，退出 if (high - low < 1) { return; } //标记，从高指针开始，还是低指针（默认高指针） boolean flag = true; //记录指针的其实位置 int start = low; int end = high; //默认中间值为低指针的第一个值 int midValue = arr[low]; while (true) { //高指针移动 if (flag) { //如果列表右方的数据大于中间值，则向左移动 if (arr[high] > midValue) { high--; } else if (arr[high] < midValue) { //如果小于，则覆盖最开始的低指针值，并且移动低指针，标志位改成从低指针开始移动 arr[low] = arr[high]; low++; flag = false; } } else { //如果低指针数据小于中间值，则低指针向右移动 if (arr[low] < midValue) { low++; } else if (arr[low] > midValue) { //如果低指针的值大于中间值，则覆盖高指针停留时的数据，并向左移动高指针。切换为高指针移动 arr[high] = arr[low]; high--; flag = true; } } //当两个指针的位置相同时，则找到了中间值的位置，并退出循环 if (low == high) { arr[low] = midValue; break; } } //然后出现有，中间值左边的小于中间值。右边的大于中间值。 //然后在对左右两边的列表在进行快速排序 quickSort(arr, start, low -1); quickSort(arr, low + 1, end); }
h、排序过程(青色：中间值，蓝色：确认位置的数据，红色：移动的数据)
6,5,3,2,4,1,7,9,8 1,5,3,2,4,6,7,9,8 1,5,3,2,4,6,7,9,8 1,4,3,2,5,6,7,9,8 1,2,3,4,5,6,7,9,8 1,2,3,4,5,6,7,9,8 1,2,3,4,5,6,7,8,9
6）归并排序
a、将列表按照对等的方式进行拆分
b、拆分小最小快的时候，在将最小块按照原来的拆分，进行合并
c、合并的时候，通过左右两块的左边开始比较大小。小的数据放入新的块中
d、说明：简单一点就是先对半拆成最小单位，然后将两半数据合并成一个有序的列表。
e、代码实现
public static void main(String[] args) { int arr[] = {7, 5, 3, 2, 4, 1，6}; //归并排序 int start = 0; int end = arr.length - 1; mergeSort(arr, start, end); } public static void mergeSort(int[] arr, int start, int end) { //判断拆分的不为最小单位 if (end - start > 0) { //再一次拆分，知道拆成一个一个的数据 mergeSort(arr, start, (start + end) / 2); mergeSort(arr, (start + end) / 2 + 1, end); //记录开始/结束位置 int left = start; int right = (start + end) / 2 + 1; //记录每个小单位的排序结果 int index = 0; int[] result = new int[end - start + 1]; //如果查分后的两块数据，都还存在 while (left <= (start + end) / 2 && right <= end) { //比较两块数据的大小，然后赋值，并且移动下标 if (arr[left] <= arr[right]) { result[index] = arr[left]; left++; } else { result[index] = arr[right]; right++; } //移动单位记录的下标 index++; } //当某一块数据不存在了时 while (left <= (start + end) / 2 || right <= end) { //直接赋值到记录下标 if (left <= (start + end) / 2) { result[index] = arr[left]; left++; } else { result[index] = arr[right]; right++; } index++; } //最后将新的数据赋值给原来的列表，并且是对应分块后的下标。 for (int i = start; i <= end; i++) { arr[i] = result[i - start]; } } }
f、排序过程（）
5,7,3,2,4,1,6 5,7,2,3,4,1,6 2,3,5,7,4,1,6 2,3,5,7,1,4,6 2,3,5,7,1,4,6 1,2,3,4,5,6,7
四、各种算法的实现方式，肯定有很多种，我这里只要是讲解排序的过程。主要是为了方便理解
