Java 常用的排序算法

算法表

插入排序

基本思想:在要排序的一组数中,假设前面(n-1) [n>=2] 个数已经是排
好顺序的,现在要把第n个数插到前面的有序数中,使得这n个数
也是排好顺序的。如此反复循环,直到全部排好顺序。

public static void sort(int[] a) {
    if (a == null || a.length == 0) {
        return;
    }

    for (int i = 1; i < a.length; i++) {
        int j = i - 1;
        int temp = a[i]; // 先取出待插入数据保存,因为向后移位过程中会把覆盖掉待插入数
        while (j >= 0 && temp < a[j]) { // 如果待是比待插入数据大,就后移
            a[j+1] = a[j];
            j--;
        }
        a[j+1] = temp; // 找到比待插入数据小的位置,将待插入数据插入
    }
}

冒泡排序

基本思想:在要排序的一组数中,对当前还未排好序的范围内的全部数,自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整,让较大的数往下沉,较小的往上冒。即:每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时,就将它们互换。

public void bubbleSort() {
    int[] a = {49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49, 78, 34};
    int temp;
    for (int i = 0; i < a.length - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < a.length - 1 - i; j++) {
            if (a[j] > a[j + 1]) {
                temp = a[j];
                a[j] = a[j + 1];
                a[j + 1] = temp;
            }
        }
    }

    for (int value : a) System.out.print("-" + value);

}

选择排序

基本思想:在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第一个位置的数交换;
然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换,如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。

public class SelectSort {
public static void sort(int[] arr) {
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
        int min = i;
        for (int j = i+1; j < arr.length; j ++) { //选出之后待排序中值最小的位置
            if (arr[j] < arr[min]) {
                min = j;
            }
        }
        if (min != i) {
            arr[min] = arr[i] + arr[min];
            arr[i] = arr[min] - arr[i];
            arr[min] = arr[min] - arr[i];
        }
    }
}

快速排序

基本思想:选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描,将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分。

/**
 *  快速排序(挖坑法递归)
 * @param arr   待排序数组
 * @param low   左边界
 * @param high  右边界
 */
public static void sort(int arr[], int low, int high) {
    if (arr == null || arr.length <= 0) {
        return;
    }
    if (low >= high) {
        return;
    }

    int left = low;
    int right = high;
    int temp = arr[left]; //挖坑1:保存基准的值

    while (left < right) {
        while (left < right && arr[right] >= temp) {
            right--;
        }
        arr[left] = arr[right]; //坑2:从后向前找到比基准小的元素,插入到基准位置坑1中
        while (left < right && arr[left] <= temp) {
            left ++;
        }
        arr[right] = arr[left]; //坑3:从前往后找到比基准大的元素,放到刚才挖的坑2中
    }
    arr[left] = temp; //基准值填补到坑3中,准备分治递归快排
    System.out.println("Sorting: " + Arrays.toString(arr));
    sort(arr, low, left-1);
    sort(arr, left + 1, high);
}

二分查找

基本思想:假设表中元素是按升序排列,将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。重复以上过程,直到找到满足条件的记录,使查找成功,或直到子表不存在为止,此时查找不成功。

条件是:
1.必须采用顺序存储结构
2.必须按关键字大小有序排列。

public class BinarySearch {
/**
 * 非递归方法,利用while循环
 * @param arr
 * @param des
 * @return
 */
public static int binarySearch(int[] arr,int des){
    int low = 0;
    int high = arr.length-1;
    while(low<=high){
        int middle = (low+high)/2;
        if (arr[middle] == des) {
            return middle;
        }else if (arr[middle]<des) {
            low = middle+1;
        }else {
            high = middle-1;
        }
    }
    return -1;
}
/**
 * 递归查找
 * @param arr
 * @param des
 * @param low
 * @param high
 * @return
 */
public static int binarySearch(int[] arr,int des,int low,int high){
    int middle = (low+high)/2;
    if (des<arr[low]||des>arr[high]||low>high) {
        return -1;
    }
    if (arr[middle]<des) {
        return binarySearch(arr, des, middle+1, high);
    }else if (arr[middle]>des) {
        return binarySearch(arr, des, low, middle-1);
    }else{
    return middle;
    }
}

public static void main(String[] args){
    int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7,8,11,15,17};
    int des = 15;
    System.out.println(binarySearch(arr, des));
    System.out.println(binarySearch(arr, des, 0, 10));

  }

 }
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