七大常见排序算法总结（Java语言）
| 排序方法 | 平均情况 | 最好情况 | 最坏情况 | 辅助空间 | 稳定性 |
|---|---|---|---|---|---|
| 冒泡排序 | O(n^2) | O(n) | O(n^2) | O(1) | 稳定 |
| 简单选择排序 | O(n^2) | O(n^2) | O(n^2) | O(1) | 稳定 |
| 直接插入排序 | O(n^2) | O(n) | O(n^2) | O(1) | 稳定 |
| 希尔排序 | O(nlogn)~O(n^2) | O(n^1.3) | O(n^2) | O(1) | 不稳定 |
| 堆排序 | O(nlogn) | O(nlogn) | O(nlogn) | O(1) | 不稳定 |
| 归并排序 | O(nlogn) | O(nlogn) | O(nlogn) | O(n) | 稳定 |
| 快速排序 | O(nlogn) | O(nlogn) | O(n^2) | O(logn)~O(n) | 不稳定 |
事先准备一个库，里面有数据产生方法和交换方法（男票反复强调code style很重要！！！）
目录结构
·Utils
·DataPreparationUtil
·Swap
·Test
·BubbleSort
·SelectSort
·InsertSort
·HeapSort
·MergeSort
·QuickSort
·Shellsort
接下来介绍9个函数的代码
1.DataPreparationUtil
1 package Utils; 2 3 import java.util.Random; 4 import java.util.stream.IntStream; 5 6 public class DataPreparationUtil { 7 8 public static Integer[] PreparationData(int nums,int range) { 9 Random random = new Random(); 10 return IntStream.rangeClosed(0, nums) 11 .boxed() 12 .map(index->random.nextInt(range)) 13 .toArray(Integer[]::new); 14 } 15 16 }
2.Swap
1 package Utils; 2 3 public class Swap { 4 public static void swap(Integer[] arr,int i,int j) { 5 int temp = arr[i]; 6 arr[i] = arr[j]; 7 arr[j] = temp; 8 } 9 }
3.BubbleSort
1 package test; 2 3 import java.util.Arrays; 4 5 import Utils.DataPreparationUtil; 6 import Utils.Swap; 7 8 public class BubbleSort { 9 10 public static void main(String[] args) { 11 Integer[] arr = DataPreparationUtil.PreparationData(8, 20); 12 System.out.println("before sort:" + Arrays.toString(arr)); 13 14 for(int i = 0;i < arr.length-1;i++) { 15 for(int j = 0;j < arr.length-1-i;j++) { 16 if(arr[j] > arr[j+1]) { 17 Swap.swap(arr, j, j+1); 18 } 19 } 20 } 21 System.out.println("after sort:" + Arrays.toString(arr)); 22 } 23 24 }
4.SelectSort
1 package test; 2 3 import java.util.Arrays; 4 5 public class SelectSort { 6 7 public static void main(String[] args) { 8 Integer[] arr = Utils.DataPreparationUtil.PreparationData(8, 20); 9 System.out.println("before sort:" + Arrays.toString(arr)); 10 11 for(int i = 0;i < arr.length-1;i++) { 12 for(int j = i+1;j < arr.length;j++) { 13 if(arr[i] > arr[j]) { 14 Utils.Swap.swap(arr, i, j); 15 } 16 } 17 } 18 System.out.println("after sort:" + Arrays.toString(arr)); 19 } 20 21 }
5.InsertSort
1 package test; 2 3 import java.util.Arrays; 4 5 public class InsertSort { 6 7 public static void main(String[] args) { 8 Integer[] arr = Utils.DataPreparationUtil.PreparationData(8, 20); 9 System.out.println("before sort:" + Arrays.toString(arr)); 10 11 for(int i = 1;i < arr.length;i++) { 12 int j = i; 13 while(j>0 && arr[j] < arr[j-1]) { 14 Utils.Swap.swap(arr, j-1, j); 15 j--; 16 } 17 } 18 19 System.out.println("after sort:" + Arrays.toString(arr)); 20 } 21 22 }
6.HeapSort
1 package test; 2 3 import java.util.Arrays; 4 5 public class HeapSort { 6 7 public static void main(String[] args) { 8 Integer[] arr = Utils.DataPreparationUtil.PreparationData(10, 20); 9 System.out.println("before sort:" + Arrays.toString(arr)); 10 11 sort(arr); 12 System.out.println("after sort: "+ Arrays.toString(arr) ); 13 } 14 15 private static void sort(Integer[] arr) { 16 17 for(int i=arr.length/2-1;i>=0;i--) { 18 AdjustHeap(arr,i,arr.length); 19 } 20 for(int j=arr.length-1;j>0;j--) { 21 Utils.Swap.swap(arr, 0,j); 22 AdjustHeap(arr,0,j); 23 } 24 } 25 26 private static void AdjustHeap(Integer[] arr, int i, int length) { 27 int temp = arr[i]; 28 for(int k=i*2+1;k<length;k=k*2+1) { 29 if(k+1<length&&arr[k]<arr[k+1]) { 30 k++; 31 } 32 33 if(arr[k]>temp) { 34 arr[i]=arr[k]; 35 i=k; 36 } else { 37 break; 38 } 39 } 40 arr[i] = temp; 41 } 42 43 }
7.MergeSort
1 package test; 2 3 import java.util.Arrays; 4 5 public class MergeSort { 6 7 public static void main(String[] args) { 8 Integer[] arr = Utils.DataPreparationUtil.PreparationData(8, 20); 9 System.out.println("before sort: "+ Arrays.toString(arr)); 10 11 sort(arr,0,arr.length-1); 12 System.out.println("after sort: "+ Arrays.toString(arr)); 13 14 } 15 private static void sort(Integer[] arr, int left, int right) { 16 if(left>=right) return; 17 int mid = (left+right)/2; 18 sort(arr,left,mid); 19 sort(arr,mid+1,right); 20 merge(arr,left,right); 21 } 22 private static void merge(Integer[] arr, int left, int right) { 23 int mid = (left+right)/2; 24 int[] temp = new int[arr.length]; 25 int i=left; 26 int j=mid+1; 27 int t=0; 28 29 while(i<=mid&&j<=right) { 30 if(arr[i] < arr[j]) { 31 temp[t++]=arr[i++]; 32 } else { 33 temp[t++]=arr[j++]; 34 } 35 } 36 37 while(i<=mid) { 38 temp[t++]=arr[i++]; 39 } 40 while(j<=right) { 41 temp[t++]=arr[j++]; 42 } 43 44 t=0; 45 while(left<=right) { 46 arr[left++] = temp[t++]; 47 } 48 } 49 50 }
8.QuickSort
1 package test; 2 3 import java.util.Arrays; 4 import java.util.Random; 5 6 public class QuickSort { 7 8 public static void main(String[] args) { 9 Integer[] arr = Utils.DataPreparationUtil.PreparationData(8, 20); 10 System.out.println("before sort: " + Arrays.toString(arr)); 11 12 sort(arr,0,arr.length-1); 13 System.out.println("after sort: " + Arrays.toString(arr)); 14 } 15 16 private static void sort(Integer[] arr, int min, int max) { 17 if(arr==null||min>=max) return; 18 Random random = new Random(); 19 int pivot = random.nextInt(max) % (max-min+1) + min; 20 21 Utils.Swap.swap(arr, pivot, max); 22 int temp = min-1; 23 for (int i = min; i < max; i++) { 24 if(arr[i] <= arr[max]) { 25 temp++; 26 Utils.Swap.swap(arr,temp,i); 27 } 28 } 29 temp++; 30 Utils.Swap.swap(arr, temp, max); 31 sort(arr,min,temp-1); 32 sort(arr,temp+1,max); 33 } 34 }
9.Shellsort
1 package test; 2 3 import java.util.Arrays; 4 5 public class Shellsort { 6 7 public static void main(String[] args) { 8 Integer[] arr = Utils.DataPreparationUtil.PreparationData(8, 10); 9 System.out.println("before sort: " + Arrays.toString(arr)); 10 11 sort(arr); 12 System.out.println("after sort: " + Arrays.toString(arr)); 13 } 14 15 private static void sort(Integer[] arr) { 16 for(int gap=arr.length/2;gap>=1;gap=gap/2) { 17 for(int i=gap;i<arr.length;i++) { 18 int j=i; 19 while(j-gap>=0&&j>=0&&arr[j]<arr[j-gap]) { 20 Utils.Swap.swap(arr, j-gap, j); 21 j-=gap; 22 } 23 } 24 25 } 26 } 27 28 }
