幾大排序演算法的Java實現，排序演算法java

幾大排序演算法的Java實現，排序演算法java

很多的面試題都問到了排序演算法，中間的演算法和思想比較重要，這邊我選擇了5種常用排序演算法並用Java進行了實現。自己寫一個模板已防以後面試用到。大家可以看過演算法之後，自己去實現一下。

1.冒泡排序：大數向下沉，小數向上浮。

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;//數組長度        for(int i=0;i<len;i++){//每趟把最大數下沉到數組最後面            for(int j=0;j<len-1;j++){                if(a[j+1]<a[j]){//如果數組後面的數比前面的小，則往後換下沉                    int temp = a[j];                    a[j] = a[j+1];                    a[j+1] = temp;                }            }        }    }}

1.1冒泡排序的最佳化一：用一個變數記錄每趟大數下沉的位置，標量值說明該變數後面數組已排序完成。

package TestProject;/** * 冒泡排序最佳化 * @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;//數組長度        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;//下一攤，a[pos+1,...,len-1]已排序好        }    }}

 

1.2冒泡排序的最佳化二：將大數向下沉同時小數向下浮。

package TestProject;/** * 冒泡排序最佳化 * @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;//數組長度        int hight = len-1;        int low = 0;        while(low<hight){            for(int i=low;i<hight;i++){//大數下沉                if(a[i]>a[i+1]){                    int temp = a[i];                    a[i] = a[i+1];                    a[i+1] = temp;                }            }            hight--;//每趟數組大數下沉到無序數組最後面，後面大數已排序好（這地方可以最佳化，可以每趟給一個變數記錄其最後交換的位置，說明變數後面的數組已排序好）            for(int i=hight;i>low;i--){//小數上浮                if(a[i]<a[i-1]){                    int temp = a[i];                    a[i] = a[i-1];                    a[i-1] = temp;                }            }            low++;//每趟數組小數上浮到無序數組最前面，前面的小數已排序好        }    }}

 

2.插入排序：大致思想就是兩個數組，一個有序數組，一個無序數組，將無序數組插入有序數列中。其中將a[0]看成有序數組,a[1,...,len-1]看成無序數組。

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;//數組長度        for(int i=1;i<len;i++){            int temp = a[i];            int j;            for(j=i-1;j>=0;j--){//將a[i]插入a[0,..,i]序列中                if(a[j]<=temp){                    break;                }else{                    a[j+1]=a[j];//插入有序數組時（從小到大），如果插入的數比當前數小，則向前插入，此時的數向後挪一位                }                    }            a[j+1] = temp;//此時插入數在有序數列的位置        }    }}

3.選擇排序：每趟選擇出最小的數放在數組最前面。

package TestProject;/** * 選擇排序 * @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];//將無序數列的最小值換到前面            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選擇排序最佳化一：二元選擇排序，每次將無序數列的最大值換到後面，將最小值換到前面。

package TestProject;/** * 選擇排序 * @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]];//將無序數列的最小值換到前面            a[count[0]] = a[l];            a[l] = temp;                      if(count[1]==l){  //count[0]為無序數列的最小值位置，count[1]為無序數列的最大值位置，如果當count[0]挪到l位置時（a[1,..,l-1]為有序序列），可能會出現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：首先建立一個最大堆，堆頂元素為最大值，每次將堆頂元素換到數組後面，這樣一次迴圈就可以得到從小到大的有序數組。

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--){//建立一個最大堆            maxHeapFixDown(a,i,len);//從有葉子的父節點建立最大堆，從下到上        }        for(int i=a.length-1;i>=0;i--){//堆頂元素為堆的最大值，每次把堆頂換到數組後面，一次次迴圈就使數組變成從小到大排序            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]+" ");        }    }/**     * 因為我們要從小到大排序，所以需要建立一個最大堆，從i開始到n-1，此時應滿足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：選第一個元素作為基準元素，把小於這個基準元素的值放到前面，把大於這個基準元素的值放到後面。每次這個基準元素的最後位置也就是有序數列最後的位置，

a[0,...,m-1] <a[m]<a[m+1,..,n]，再從前面的a[0,...,m-1]進行上面的重複操作即可。

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);        }    }}

這邊都是自己參照演算法描述實現的Java代碼，其中堆排序理解起來會比較困難，裡面可能有一些邊緣條件沒有考慮到，如果有錯請大家積極糾正。