常用排序算法及Java实现
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2022-03-26 09:25:14
概述 在计算器科学与数学中,一个排序算法(英语:Sorting algorithm)是一种能将一串数据依照特定排序方式进行排列的一种算法。本文将总结几类常用的排序算法,包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。 算法原理及实现 1、冒泡排序 原理图 理解 通过重复地遍历要排序的列表,比较 ......
概述
在计算器科学与数学中,一个排序算法(英语:sorting algorithm)是一种能将一串数据依照特定排序方式进行排列的一种算法。本文将总结几类常用的排序算法,包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。
算法原理及实现
1、冒泡排序
- 原理图
- 理解
通过重复地遍历要排序的列表,比较每对相邻的项目,并在顺序错误的情况下交换它们。
- java code
public class bubblesort { // logic to sort the elements public static void bubble_srt(int array[]) { int n = array.length; int k; for (int m = n; m >= 0; m--) { for (int i = 0; i < n - 1; i++) { k = i + 1; if (array[i] > array[k]) { swapnumbers(i, k, array); } } printnumbers(array); } } private static void swapnumbers(int i, int j, int[] array) { int temp; temp = array[i]; array[i] = array[j]; array[j] = temp; } private static void printnumbers(int[] input) { for (int i = 0; i < input.length; i++) { system.out.print(input[i] + ", "); } system.out.println("\n"); } public static void main(string[] args) { int[] input = { 4, 2, 9, 6, 23, 12, 34, 0, 1 }; bubble_srt(input); } }
2、选择排序
- 原理图
- 理解
内部循环查找下一个最小(或最大)值,外部循环将该值放入其适当的位置。
- java code
public class selectionsort { public static int[] doselectionsort(int[] arr){ for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) { int index = i; for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) if (arr[j] < arr[index]) index = j; int smallernumber = arr[index]; arr[index] = arr[i]; arr[i] = smallernumber; } return arr; } public static void main(string a[]){ int[] arr1 = {10,34,2,56,7,67,88,42}; int[] arr2 = doselectionsort(arr1); for(int i:arr2){ system.out.print(i); system.out.print(", "); } } }
3、插入排序
- 原理图
- 理解
每一步将一个待排序的记录,插入到前面已经排好序的有序序列中去,直到插完所有元素为止。
- java code
public class insertionsort { public static void main(string a[]){ int[] arr1 = {10,34,2,56,7,67,88,42}; int[] arr2 = doinsertionsort(arr1); for(int i:arr2){ system.out.print(i); system.out.print(", "); } } public static int[] doinsertionsort(int[] input){ int temp; for (int i = 1; i < input.length; i++) { for(int j = i ; j > 0 ; j--){ if(input[j] < input[j-1]){ temp = input[j]; input[j] = input[j-1]; input[j-1] = temp; } } } return input; } }
4、快速排序
- 原理图
- 理解
将原问题分解为若干个规模更小,但结构与原问题相似的子问题,递归地解这些子问题,然后将这些子问题的解组合为原问题的解。
- java code
public class quicksort { private int array[]; private int length; public void sort(int[] inputarr) { if (inputarr == null || inputarr.length == 0) { return; } this.array = inputarr; length = inputarr.length; quicksort(0, length - 1); } private void quicksort(int lowerindex, int higherindex) { int i = lowerindex; int j = higherindex; // calculate pivot number, i am taking pivot as middle index number int pivot = array[lowerindex+(higherindex-lowerindex)/2]; // divide into two arrays while (i <= j) { /** * in each iteration, we will identify a number from left side which * is greater then the pivot value, and also we will identify a number * from right side which is less then the pivot value. once the search * is done, then we exchange both numbers. */ while (array[i] < pivot) { i++; } while (array[j] > pivot) { j--; } if (i <= j) { exchangenumbers(i, j); //move index to next position on both sides i++; j--; } } // call quicksort() method recursively if (lowerindex < j) quicksort(lowerindex, j); if (i < higherindex) quicksort(i, higherindex); } private void exchangenumbers(int i, int j) { int temp = array[i]; array[i] = array[j]; array[j] = temp; } public static void main(string a[]){ myquicksort sorter = new myquicksort(); int[] input = {24,2,45,20,56,75,2,56,99,53,12}; sorter.sort(input); for(int i:input){ system.out.print(i); system.out.print(" "); } } }
5、归并排序
- 原理图
- 理解
将待排序的数列分成若干个长度为1的子数列,然后将这些数列两两合并;得到若干个长度为2的有序数列,再将这些数列两两合并;得到若干个长度为4的有序数列,再将它们两两合并;直接合并成一个数列为止。
- java code
public class mergesort { private int[] array; private int[] tempmergarr; private int length; public static void main(string a[]){ int[] inputarr = {45,23,11,89,77,98,4,28,65,43}; mymergesort mms = new mymergesort(); mms.sort(inputarr); for(int i:inputarr){ system.out.print(i); system.out.print(" "); } } public void sort(int inputarr[]) { this.array = inputarr; this.length = inputarr.length; this.tempmergarr = new int[length]; domergesort(0, length - 1); } private void domergesort(int lowerindex, int higherindex) { if (lowerindex < higherindex) { int middle = lowerindex + (higherindex - lowerindex) / 2; // below step sorts the left side of the array domergesort(lowerindex, middle); // below step sorts the right side of the array domergesort(middle + 1, higherindex); // now merge both sides mergeparts(lowerindex, middle, higherindex); } } private void mergeparts(int lowerindex, int middle, int higherindex) { for (int i = lowerindex; i <= higherindex; i++) { tempmergarr[i] = array[i]; } int i = lowerindex; int j = middle + 1; int k = lowerindex; while (i <= middle && j <= higherindex) { if (tempmergarr[i] <= tempmergarr[j]) { array[k] = tempmergarr[i]; i++; } else { array[k] = tempmergarr[j]; j++; } k++; } while (i <= middle) { array[k] = tempmergarr[i]; k++; i++; } } }
参考链接
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