8大排序算法Java实现

先把话说在前头,算法一个比较难的知识点,必须要很耐心地去理解其原理。

1.直接插入排序

直接插入排序是一种简单的排序方法,也是后面排序算法的基础。

算法步骤:

1)将第一待排序序列第一个元素看做一个有序序列,把第二个元素到最后一个元素当成是未排序序列。

2)从头到尾依次扫描未排序序列,将扫描到的每个元素插入有序序列的适当位置。(如果待插入的元素与有序序列中的某个元素相等,则将待插入元素插入到相等元素的后面。)


直接插入排序

算法实现:

直接插入排序

2.希尔排序

希尔排序,也称递减增量排序算法,就是直接插入排序的加强版,但是希尔排序并不稳定(即是当元素较多的时候就会失败)。

算法步骤:

1)选择一个增量序列t1,t2,…,tk,其中ti>tj,tk=1;

2)按增量序列个数k,对序列进行k 趟排序;

3)每趟排序,根据对应的增量ti,将待排序列分割成若干长度为m 的子序列,分别对各子表进行直接插入排序。仅增量因子为1 时,整个序列作为一个表来处理,表长度即为整个序列的长度。


希尔排序

算法实现:

希尔排序

3.简单选择排序

选择排序(Selection sort)也是一种简单直观的排序算法。

算法步骤:

1)首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置。

2)再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。

3)重复第二步,直到所有元素均排序完毕。


简单选择排序

算法实现:

简单选择排序

4.冒泡排序

冒泡排序(Bubble Sort)也是一种简单直观的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

算法步骤:

1)比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。

2)对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最后的元素会是最大的数。

3)针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。

4)持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。


冒泡排序

算法实现:

冒泡排序

5.快速排序

快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下,排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较,但这种状况并不常见。事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快,因为它的内部循环(inner loop)可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来。递归的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去,但是这个算法总会退出,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

算法步骤:

1 从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot)。

2 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。

3 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

快速排序

算法实现:

快速排序

6.归并排序

归并排序(Merge sort)是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。

算法步骤:

1. 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列。

2. 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置。

3. 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置。

4. 重复步骤3直到某一指针达到序列尾。

5. 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾。


归并排序

算法实现:


归并排序

7.基数排序

基数排序是一种非比较型整数排序算法,其原理是将整数按位数切割成不同的数字,然后按每个位数分别比较。由于整数也可以表达字符串(比如名字或日期)和特定格式的浮点数,所以基数排序也不是只能使用于整数。

算法步骤:

1)先找出待排序数组的最大值,确定有多少位,确定要排多少次。

2)创建二维数组temp[10][arrs.length]来存放每次排序好的元素。

3)每次排序好,遍历二维数组取回到arrs[]中。

算法实现:

基数排序

8.堆排序

堆排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。

算法步骤:

1)创建一个堆H[0..n-1]。

2)把堆首(最大值)和堆尾互换。

3)把堆的尺寸缩小1,并调用shift_down(0),目的是把新的数组顶端数据调整到相应位置。

4) 重复步骤2,直到堆的尺寸为1。

堆排序

算法实现:

堆排序

总结,恭喜你已经理解了八大排序算法。

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