java中的排序算法.docx

1、java中的排序算法Java排序算法1）分类：1）插入排序（直接插入排序、希尔排序）2）交换排序（冒泡排序、快速排序）3）选择排序（直接选择排序、堆排序）4）归并排序5）分配排序（箱排序、基数排序）所需辅助空间最多：归并排序所需辅助空间最少：堆排序平均速度最快：快速排序不稳定：快速排序，希尔排序，堆排序。1）选择排序算法的时候1.数据的规模 ； 2.数据的类型 ； 3.数据已有的顺序一般来说，当数据规模较小时，应选择直接插入排序或冒泡排序。任何排序算法在数据量小时基本体现不出来差距。考虑数据的类型，比如如果全部是正整数，那么考虑使用桶排序为最优。 考虑数据已有顺序，快排是一种不稳定的排序（当然

2、可以改进），对于大部分排好的数据，快排会浪费大量不必要的步骤。数据量极小，而起已经基本排好序，冒泡是最佳选择。我们说快排好，是指大量随机数据下，快排效果最理想。而不是所有情况。3）总结：按平均的时间性能来分：1）时间复杂度为O(nlogn)的方法有：快速排序、堆排序和归并排序，其中以快速排序为最好；2）时间复杂度为O(n2)的有：直接插入排序、起泡排序和简单选择排序，其中以直接插入为最好，特 别是对那些对关键字近似有序的记录序列尤为如此；3）时间复杂度为O(n)的排序方法只有，基数排序。当待排记录序列按关键字顺序有序时，直接插入排序和起泡排序能达到O(n)的时间复杂度;而对于快速排序而言，这是

3、最不好的情况，此时的时间性能蜕化为O(n2)，因此是应该尽量避免的情况。简单选择排序、堆排序和归并排序的时间性能不随记录序列中关键字的分布而改变。按平均的空间性能来分（指的是排序过程中所需的辅助空间大小）：1） 所有的简单排序方法(包括：直接插入、起泡和简单选择)和堆排序的空间复杂度为O(1)；2） 快速排序为O(logn )，为栈所需的辅助空间;3） 归并排序所需辅助空间最多，其空间复杂度为O(n );4）链式基数排序需附设队列首尾指针，则空间复杂度为O(rd )。排序方法的稳定性能：1） 稳定的排序方法指的是，对于两个关键字相等的记录，它们在序列中的相对位置，在排序之前和 经过排序之后，没

4、有改变。2） 当对多关键字的记录序列进行LSD方法排序时，必须采用稳定的排序方法。3） 对于不稳定的排序方法，只要能举出一个实例说明即可。4） 快速排序，希尔排序和堆排序是不稳定的排序方法。4）插入排序：包括直接插入排序，希尔插入排序。直接插入排序： 将一个记录插入到已经排序好的有序表中。1, sorted数组的第0个位置没有放数据。2，从sorted第二个数据开始处理：如果该数据比它前面的数据要小，说明该数据要往前面移动。首先将该数据备份放到 sorted的第0位置当哨兵。然后将该数据前面那个数据后移。然后往前搜索，找插入位置。找到插入位置之后讲 第0位置的那个数据插入对应位置。O(n*n)

5、, 当待排记录序列为正序时，时间复杂度提高至O(n)。希尔排序（缩小增量排序 diminishing increment sort）：先将整个待排记录序列分割成若干个子序列分别进行直接插入排序，待整个序列中的记录基本有序时，再对全体记录进行一次直接插入排序。插入排序Java代码：public class InsertionSort / 插入排序：直接插入排序，希尔排序public void straightInsertionSort(double sorted)int sortedLen= sorted.length;for(int j=2;jSORTEDLEN;J+)if(sortedj=0

6、;k)if(sortedksorted0)sortedk+1=sortedk;elseinsertPos=k+1;break;sortedinsertPos=sorted0;public void shellInertionSort(double sorted, int inc)int sortedLen= sorted.length;for(int j=inc+1;jif(sortedj=0;k-=inc)if(sortedksorted0)sortedk+inc=sortedk;/数据结构课本上这个地方没有给出判读，出错：if(k-inc=0)insertPos = k;elseinser

7、tPos=k+inc;break;sortedinsertPos=sorted0;public void shellInsertionSort(double sorted)int incs=7,5,3,1;int num= incs.length;int inc=0;for(int j=0;jNUM;J+)inc= incsj;shellInertionSort(sorted,inc);public static void main(String args) Random random= new Random(6);int arraysize= 21;double sorted=new dou

8、blearraysize;System.out.print(Before Sort:);for(int j=1;jARRAYSIZE;J+)sortedj= (int)(random.nextDouble()* 100);System.out.print(int)sortedj+ );System.out.println();InsertionSort sorter=new InsertionSort();/ sorter.straightInsertionSort(sorted);sorter.shellInsertionSort(sorted);System.out.print(After

9、 Sort:);for(int j=1;j0;j)int end= j;for(int k=1;kEND-1;K+)double tempB= sortedk;sortedk= sortedk10e-6)sortedk+1=tempB;public void QuickExchangeSortBackTrack(double sorted,int low,int high)if(lowHIGH)int pivot= findPivot(sorted,low,high);QuickExchangeSortBackTrack(sorted,low,pivot-1);QuickExchangeSor

10、tBackTrack(sorted,pivot+1,high);public int findPivot(double sorted, int low, int high)sorted0= sortedlow;while(lowHIGH)while(low= sorted0)high;sortedlow= sortedhigh;while(low=sorted0)+low; sortedhigh= sortedlow;sortedlow=sorted0;return low;public static void main(String args) Random random= new Rand

11、om(6);int arraysize= 21;double sorted=new doublearraysize;System.out.print(Before Sort:);for(int j=1;jARRAYSIZE;J+)sortedj= (int)(random.nextDouble()* 100);System.out.print(int)sortedj+ );System.out.println();ExchangeSort sorter=new ExchangeSort();/ sorter.BubbleExchangeSort(sorted);sorter.QuickExch

12、angeSortBackTrack(sorted, 1, arraysize-1);System.out.print(After Sort:);for(int j=1;jSORTED.LENGTH;J+)System.out.print(int)sortedj+ );System.out.println();6）选择排序：分为直接选择排序，堆排序直接选择排序：第i次选取 i到array.Length-1中间最小的值放在i位置。堆排序：首先，数组里面用层次遍历的顺序放一棵完全二叉树。从最后一个非终端结点往前面调整，直到到达根结点，这个时候除根节点以外的所有非终端节点都已经满足堆得条件了，于是需要

13、调整根节点使得整个树满足堆得条件，于是从根节点开始，沿着它的儿子们往下面走（最大堆沿着最大的儿子走，最小堆沿着最小的儿子走）。主程序里面，首先从最后一个非终端节点开始调整到根也调整完，形成一个heap， 然后将heap的根放到后面去（即：每次的树大小会变化，但是 root都是在1的位置，以方便计算儿子们的index，所以如果需要升序排列，则要逐步大顶堆。因为根节点被一个个放在后面去了。降序排列则要建立小顶堆）代码中的问题：有时候第2个和第3个顺序不对（原因还没搞明白到底代码哪里有错）选择排序Java代码：public class SelectionSort public void strait

14、SelectionSort(double sorted)int sortedLen= sorted.length;for(int j=1;j=0)double temp= sortedi;sortedi=sortedj;sortedj=temp;public int getMinIndex(double sorted, int i)int sortedLen= sorted.length;int minJ=1;double min= Double.MAX_VALUE;for(int j=i;jSORTEDLEN;J+)if(sortedjMIN)min= sortedj;minJ= j;ret

15、urn minJ;public void heapAdjust(double sorted,int start,int end)if(startEND)double temp= sortedstart;/ 这个地方jEND与课本不同，J=END会报错：for(int j=2*start;j if(j+110e-6)+j;if(temp0;i)heapAdjust(sorted,i,sortedLen);for(int i=sortedLen;i1;i)exchange(sorted,1,i);heapAdjust(sorted,1,i-1);public static void main(St

16、ring args)Random random= new Random(6);int arraysize=9;double sorted=new doublearraysize;System.out.print(“Before Sort:”);for(int j=1;jARRAYSIZE;J+)sortedj= (int)(random.nextDouble()* 100);System.out.print(int)sortedj+ );System.out.println();SelectionSort sorter=new SelectionSort();/ sorter.straitSe

17、lectionSort(sorted);sorter.heapSelectionSort(sorted);System.out.print(After Sort:);for(int j=1;jSORTED.LENGTH;J+)System.out.print(int)sortedj+ );System.out.println();7）归并排序：将两个或两个以上的有序表组合成一个新的有序表。归并排序要使用一个辅助数组，大小跟原数组相同，递归做法。每次将目标序列分解成两个序列，分别排序两个子序列之后，再将两个排序好的子序列merge到一起。归并排序Java代码：public class Merge

18、Sort private double bridge;/辅助数组public void sort(double obj)if (obj = null)throw new NullPointerException(The param can not be null!);bridge = new doubleobj.length; / 初始化中间数组mergeSort(obj, 0, obj.length - 1); / 归并排序bridge = null;private void mergeSort(double obj, int left, int right)if (left right)i

19、nt center = (left + right) / 2;mergeSort(obj, left, center);mergeSort(obj, center + 1, right);merge(obj, left, center, right);private void merge(double obj, int left,int center, int right)int mid = center + 1;int third = left;int tmp = left;while (left = center & mid = right)/ 从两个数组中取出小的放入中间数组if (ob

20、jleft-objmid=10e-6)bridgethird+ = objleft+; elsebridgethird+ = objmid+;/ 剩余部分依次置入中间数组while (mid = right)bridgethird+ = objmid+;while (left = center)bridgethird+ = objleft+;/ 将中间数组的内容拷贝回原数组copy(obj, tmp, right);private void copy(double obj, int left, int right)while (left = right)objleft = bridgeleft

21、;left+;public static void main(String args) Random random = new Random(6);int arraysize = 10;double sorted = new doublearraysize;System.out.print(Before Sort:);for (int j = 0; j arraysize; j+) sortedj = (int) (random.nextDouble() * 100);System.out.print(int) sortedj + );System.out.println();MergeSor

22、t sorter = new MergeSort();sorter.sort(sorted);System.out.print(After Sort:);for (int j = 0; j sorted.length; j+) System.out.print(int) sortedj + );System.out.println();8）基数排序：使用10个辅助队列，假设最大数的数字位数为 x， 则一共做 x次，从个位数开始往前，以第i位数字的大小为依据，将数据放进辅助队列，搞定之后回收。下次再以高一位开始的数字位为依据。以Vector作辅助队列，基数排序的Java代码：public cla

23、ss RadixSort private int keyNum=-1;private Vector util;public void distribute(double sorted, int nth)if(nth0)util=new Vector();for(int j=0;j10;j+)Vector temp= new Vector ();util.add(temp);for(int j=0;j=nth)return Character.getNumericValue(nn.charAt(len-nth);elsereturn 0;public void collect(double sorted)int k=0;for(int j=0;j0)for(int i=0;iLEN;I+)sortedk+= util.get(j).get(i);util=null;public int getKeyNum(double sorted)double max= Double.MIN_VALUE;for(int j=0;jmax)max= sortedj;return Integer.toString(int)max).length();public void radixSort(double sorted)if(keyNum=-1)keyNum= get