Java常用的九种排序方法及代码实现

1. package com.algorithm.Demo;
2. import java.util.ArrayList;
3. import java.util.Arrays;
4. import java.util.List;
5. public class SortRecoder {
6. public static void main(String[] args) {
7. SortRecoder SR = new SortRecoder();
8. int[] a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,18,23,34,15,35,25,53};
9. System.out.println(" --1.直接插入排序--");
10. SR.insertSort(a);
11. System.out.println(" --2.希尔排序--");
12. SR.sheelSort(a);
13. System.out.println(" --3.简单选择排序--");
14. SR.selectSort(a);
15. System.out.println(" --4.堆排序--");
16. SR.heapSort(a);
17. System.out.println(" --5.冒泡排序--");
18. SR.bubbleSort(a);
19. System.out.println(" --6.快速排序--");
20. SR.FastSort(a,0,a.length-1);
21. SR.printAll(a);
22. System.out.println(" --7.归并排序--");
23. SR.mergingSort(a,0,a.length-1);
24. SR.printAll(a);
25. System.out.println(" --8.基数排序--");
26. SR.radixSort(a);
27. System.out.println(" --9.类方法排序--");
28. SR.ArraySort(a);
29. }
30. // 打印完整序列
31. public void printAll(int[] list) {
32. for (int value : list) {
33. System.out.print(value+"  ");
34. }
35. System.out.println();
36. }
37. //1.直接插入排序
38. //将大于要插入值的数整体后移一个单位 ,将需要插入的小数值向前移一位。
39. public void insertSort(int[] a){
40. for(int i=1;i<a.length;i++){
41. int insertNum=a[i];//要插入的数 38,65,97,76,13,27...
42. int j=i-1;
43. //依次比较更换位置
44. for(;j>=0&&insertNum<a[j];j--){ //将大于要插入值的数整体后移一个单位  ，j减少1。
45. a[j+1]=a[j];
46. }
47. a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。
48. }
49. this.printAll(a);
50. }
51. //2.希尔排序（最小增量排序）  --对于直接插入排序问题，数据量巨大时。
52. //  算法先将要排序的一组数按某个增量d（n/2,n为要排序数的个数）分成若干组，
53. //  每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序，然后再用一个较小的增量（d/2）对它进行分组，
54. //  在每组中再进行直接插入排序。当增量减到1时，进行直接插入排序后，排序完成。
55. public  void sheelSort(int[] a){
56. int d  = a.length;
57. while (d!=0) {
58. d=d/2;
59. for (int x = 0; x < d; x++) {//分的组数
60. for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {//组中的元素，从第二个数开始
61. int j = i - d;//j为有序序列最后一位的位数
62. int temp = a[i];//要插入的元素
63. for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {
64. a[j + d] = a[j];//向后移动d位
65. }
66. a[j + d] = temp;
67. }
68. }
69. }
70. this.printAll(a);
71. }
72. //3.简单选择排序    --常用于取序列中最大最小的几个数时。
73. //遍历整个序列，将最小的数放在最前面。遍历剩下的序列，将最小的数放在最前面。
74. public void selectSort(int[] a) {
75. int length = a.length;
76. for (int i = 0; i < length; i++) {//循环次数
77. int key = a[i];
78. int position=i;
79. for (int j = i + 1; j < length; j++) {//选出最小的值和位置
80. if (a[j] < key) {
81. key = a[j];
82. position = j;
83. }
84. }
85. a[position]=a[i];//交换位置
86. a[i]=key;
87. }
88. this.printAll(a);
89. }
90. //4.堆排序  --是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。
91. //将根节点与最后一个节点交换，然后断开最后一个节点。重复第一、二步，直到所有节点断开。根节点是最小值
92. public void heapSort(int[] a){
93. int arrayLength=a.length;
94. //循环建堆
95. for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){
96. //建堆
97. buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);
98. //交换堆顶和最后一个元素
99. swap(a,0,arrayLength-1-i);
100. //System.out.println(Arrays.toString(a));
101. }
102. this.printAll(a);
103. }
104. private void swap(int[] data, int i, int j) {
105. int tmp=data[i];
106. data[i]=data[j];
107. data[j]=tmp;
108. }
109. //对data数组从0到lastIndex建大顶堆
110. private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
111. //从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始
112. for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
113. //k保存正在判断的节点
114. int k=i;
115. //如果当前k节点的子节点存在
116. while(k*2+1<=lastIndex){
117. //k节点的左子节点的索引
118. int biggerIndex=2*k+1;
119. //如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在
120. if(biggerIndex<lastIndex){
121. //若果右子节点的值较大
122. if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){
123. //biggerIndex总是记录较大子节点的索引
124. biggerIndex++;
125. }
126. }
127. //如果k节点的值小于其较大的子节点的值
128. if(data[k]<data[biggerIndex]){
129. //交换他们
130. swap(data,k,biggerIndex);
131. //将biggerIndex赋予k，开始while循环的下一次循环，重新保证k节点的值大于其左右子节点的值
132. k=biggerIndex;
133. }else{
134. break;
135. }
136. }
137. }
138. }
139. //5.冒泡排序
140. //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
141. public void bubbleSort(int[] a){
142. int temp;
143. for(int i=0;i<a.length;i++){
144. for(int j=0;j<a.length-i-1;j++){
145. if(a[j]>a[j+1]){
146. temp=a[j];
147. a[j]=a[j+1];
148. a[j+1]=temp;
149. }
150. }
151. }
152. this.printAll(a);
153. }
154. //6.快速排序   --要求时间最快时。
155. //选择第一个数为p，小于p的数放在左边，大于p的数放在右边。递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行，直到不能递归
156. public void FastSort(int[] a,int low,int high){
157. int start = low;
158. int end = high;
159. int key = a[low];
160. while(end>start){
161. //从后往前比较
162. while(end>start&&a[end]>=key)  //如果没有比关键值小的，比较下一个，直到有比关键值小的交换位置，然后又从前往后比较
163. end--;
164. if(a[end]<=key){
165. int temp = a[end];
166. a[end] = a[start];
167. a[start] = temp;
168. }
169. //从前往后比较
170. while(end>start&&a[start]<=key)//如果没有比关键值大的，比较下一个，直到有比关键值大的交换位置
171. start++;
172. if(a[start]>=key){
173. int temp = a[start];
174. a[start] = a[end];
175. a[end] = temp;
176. }
177. //此时第一次循环比较结束，关键值的位置已经确定了。左边的值都比关键值小，右边的值都比关键值大，但是两边的顺序还有可能是不一样的，进行下面的递归调用
178. }
179. //递归
180. if(start>low) FastSort(a,low,start-1);//左边序列。第一个索引位置到关键值索引-1
181. if(end<high) FastSort(a,end+1,high);//右边序列。从关键值索引+1到最后一个
182. }
183. //7.归并排序  --速度仅次于快排
184. //选择相邻两个数组成一个有序序列。 然后再把相邻有序子序列合并为整体有序序列。重复执行，直到全部组成一个有序序列
185. public void mergingSort(int[] data, int left, int right) {
186. if(left<right){
187. //找出中间索引
188. int center=(left+right)/2;
189. //对左边数组进行递归
190. mergingSort(data,left,center);
191. //对右边数组进行递归
192. mergingSort(data,center+1,right);
193. //合并
194. merge(data,left,center,right);
195. }
196. }
197. public void merge(int[] data, int left, int center, int right) {
198. int [] tmpArr=new int[data.length];
199. int mid=center+1;
200. //third记录中间数组的索引
201. int third=left;
202. int tmp=left;
203. while(left<=center&&mid<=right){
204. //从两个数组中取出最小的放入中间数组
205. if(data[left]<=data[mid]){
206. tmpArr[third++]=data[left++];
207. }else{
208. tmpArr[third++]=data[mid++];
209. }
210. }
211. //剩余部分依次放入中间数组
212. while(mid<=right){
213. tmpArr[third++]=data[mid++];
214. }
215. while(left<=center){
216. tmpArr[third++]=data[left++];
217. }
218. //将中间数组中的内容复制回原数组
219. while(tmp<=right){
220. data[tmp]=tmpArr[tmp++];
221. }
222. //System.out.println(Arrays.toString(data));
223. }
224. //8.基数排序   --用于大量数，很长的数进行排序时。
225. //将所有待比较数值统一为同样的数位长度，数位较短的数前面补零。然后，从最低位开始，依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。
226. public void radixSort (int[] array) {
227. //首先确定排序的趟数;
228. int max = array[0];
229. for (int i = 1; i < array.length; i++) {
230. if (array[i] > max) {
231. max = array[i];
232. }
233. }
234. int time = 0;
235. //判断位数;
236. while (max > 0) {
237. max /= 10;
238. time++;
239. }
240. //建立10个队列;
241. List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();
242. for (int i = 0; i < 10; i++) {
243. ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
244. queue.add(queue1);
245. }
246. //进行time次分配和收集;
247. for (int i = 0; i < time; i++) {
248. //分配数组元素;
249. for (int j = 0; j < array.length; j++) {
250. //得到数字的第time+1位数;
251. int x = array[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);
252. ArrayList<Integer> queue2 = queue.get(x);
253. queue2.add(array[j]);
254. queue.set(x, queue2);
255. }
256. int count = 0;//元素计数器;
257. //收集队列元素;
258. for (int k = 0; k < 10; k++) {
259. while (queue.get(k).size() > 0) {
260. ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);
261. array[count] = queue3.get(0);
262. queue3.remove(0);
263. count++;
264. }
265. }
266. }
267. this.printAll(array);
268. }
269. //9.类方法降序排列
270. public void ArraySort(int[] a){
271. Arrays.sort(a);
272. //this.printAll(a);
273. for(int i=0,j=a.length-1;i<j;i++,j--){
274. int temp=a[i];
275. a[i]=a[j];
276. a[j]=temp;
277. }
278. this.printAll(a);
279. }
280. }