常用Java排序演算法詳解

一、選擇排序(SelectSort)

基本原理：對於給定的一組記錄，經過第一輪比較後得到最小的記錄，然後將該記錄與第一個記錄的位置進行交換；接著對不包括第一個記錄以外的其他記錄進行第二次比較，得到最小的記錄並與第二個記錄進行位置交換；重複該過程，直到進行比較的記錄只有一個為止。

public class SelectSort {
 public static void selectSort(int[] array) {
 int i;
 int j;
 int temp;
 int flag;
 for (i = 0; i < array.length; i++) {
 temp = array[i];
 flag = i;
 for (j = i + 1; j < array.length; j++) {
 if (array[j] < temp) {
  temp = array[j];
  flag = j;
 }
 }
 if (flag != i) {
 array[flag] = array[i];
 array[i] = temp;
 }
 }
 }
 public static void main(String[] args) {
 int[] a = { 5, 1, 9, 6, 7, 2, 8, 4, 3 };
 selectSort(a);
 for (int i = 0; i < a.length; i++) {
 System.out.print(a[i] + " ");
 }
 }
}

二、插入排序(InsertSort)

基本原理：對於給定的一組數據，初始時假設第一個記錄自成一個有序序列，其餘記錄為無序序列。接著從第二個記錄開始，按照記錄的大小依序將目前處理的記錄插入到其先前的有序序列中，直到最後一個記錄插入到有序序列中為止。

public class InsertSort {
 public static void insertSort(int[] a) {
 if (a != null) {
 for (int i = 1; i < a.length; i++) {
 int temp = a[i];
 int j = i;
 if (a[j - 1] > temp) {
  while (j >= 1 && a[j - 1] > temp) {
  a[j] = a[j - 1];
  j--;
  }
 }
 a[j] = temp;
 }
 }
 }
 public static void main(String[] args) {
 int[] a = { 5, 1, 7, 2, 8, 4, 3, 9, 6 };
 // int[] a =null;
 insertSort(a);
 for (int i = 0; i < a.length; i++) {
 System.out.print(a[i] + " ");
 }
 }
}

三、冒泡排序(BubbleSort)

基本原理：對於給定的n個記錄，從第一個記錄開始依次對相鄰的兩個記錄進行比較，當前面的記錄大於後面的記錄時，交換位置，進行一輪比較和換位後，n個記錄中的最大記錄將位於第n位；然後對前(n-1)個記錄進行第二輪比較；重複該過程直到進行比較的記錄只剩下一個為止。

public class BubbleSort {
 public static void bubbleSort(int array[]) {
 int temp = 0;
 int n = array.length;
 for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
 for (int j = 0; j < i; j++) {
 if (array[j] > array[j + 1]) {
  temp = array[j];
  array[j] = array[j + 1];
  array[j + 1] = temp;
 }
 }
 }
 }
 public static void main(String[] args) {
 int a[] = { 45, 1, 21, 17, 69, 99, 32 };
 bubbleSort(a);
 for (int i = 0; i < a.length; i++) {
 System.out.print(a[i] + " ");
 }
 }
}

四、歸併排序(MergeSort)

基本原理：利用遞歸與分治技術將資料序列分割成為越來越小的半子表，再對半子表排序方法將排好序的半子表合併成為越來越大的有序序列。對於給定的一組記錄(假設共有n個記錄)，首先將每兩個相鄰的長度為1的子序列進行歸併，得到n/2(向上取整)個長度為2或1的有序子序列，再將其兩兩歸併，反覆執行此過程，直到得到一個有序序列。

public class MergeSort {
 public static void merge(int array[], int p, int q, int r) {
 int i, j, k, n1, n2;
 n1 = q - p + 1;
 n2 = r - q;
 int[] L = new int[n1];
 int[] R = new int[n2];
 for (i = 0, k = p; i < n1; i++, k++)
 L[i] = array[k];
 for (i = 0, k = q + 1; i < n2; i++, k++)
 R[i] = array[k];
 for (k = p, i = 0, j = 0; i < n1 && j < n2; k++) {
 if (L[i] > R[j]) {
 array[k] = L[i];
 i++;
 } else {
 array[k] = R[j];
 j++;
 }
 }
 if (i < n1) {
 for (j = i; j < n1; j++, k++)
 array[k] = L[j];
 }
 if (j < n2) {
 for (i = j; i < n2; i++, k++) {
 array[k] = R[i];
 }
 }
 }
 public static void mergeSort(int array[], int p, int r) {
 if (p < r) {
 int q = (p + r) / 2;
 mergeSort(array, p, q);
 mergeSort(array, q + 1, r);
 merge(array, p, q, r);
 }
 }
 public static void main(String[] args) {
 int a[] = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
 mergeSort(a, 0, a.length - 1);
 for (int j = 0; j < a.length; j++) {
 System.out.print(a[j] + " ");
 }
 }
}

五、快速排序(QuickSort)

基本原理：對於一組給定的記錄，經過一趟排序後，將原序列分為兩部分，其中前一部分的所有記錄均比後一部分的所有記錄小，然後再依序對前後兩部分的記錄進行快速排序，遞歸該過程，直到序列中的所有記錄均有序為止。

public class QuickSort {
 public static void sort(int array[], int low, int high) {
 int i, j;
 int index;
 if (low >= high)
 return;
 i = low;
 j = high;
 index = array[i];
 while (i < j) {
 while (i < j && index <= array[j])
 j--;
 if (i < j)
 array[i++] = array[j];
 while (i < j && index > array[i])
 i++;
 if (i < j)
 array[j--] = array[i];
 }
 array[i] = index;
 sort(array, low, i - 1);
 sort(array, i + 1, high);
 }
 public static void quickSort(int array[]) {
 sort(array, 0, array.length - 1);
 }
 public static void main(String[] args) {
 int a[] = { 5, 8, 4, 6, 7, 1, 3, 9, 2 };
 quickSort(a);
 for (int i = 0; i < a.length; i++) {
 System.out.print(a[i] + " ");
 }
 }
}

六、希爾排序(ShellSort)

基本原理：先將待排序的陣列元素分成多個子序列，使得每個子序列的元素個數相對減少，然後將各個子序列分別進行直接插入排序，待整個待排序序列"基本上有序後"，最後再對所有元素進行一次直接插入排序。

public class ShellSort {
 public static void shellSort(int[] a) {
 int len = a.length;
 int i, j;
 int h;
 int temp;
 for (h = len / 2; h > 0; h = h / 2) {
 for (i = h; i < len; i++) {
 temp = a[i];
 for (j = i - h; j >= 0; j -= h) {
  if (temp < a[j]) {
  a[j + h] = a[j];
  } else
  break;
 }
 a[j + h] = temp;
 }
 }
 }
 public static void main(String[] args) {
 int a[] = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
 shellSort(a);
 for (int j = 0; j < a.length; j++) {
 System.out.print(a[j] + " ");
 }
 }
}

七、最小堆排序(MinHeapSort)

基本原理：對於給定的n個記錄，初始時把這些頂記錄看作一顆順序儲存的二叉樹，然後將其調整為一個小頂記錄堆，然後將堆的最後一個元素與堆頂元素進行交換後，堆的最後一個元素即為最小記錄；接著講前(n-1)個元素重新調整為一個小頂堆，再將堆頂元素與目前堆的最後一個元素進行交換後得到次小的記錄，重複該過程直到調整的堆中只剩一個元素時為止，該元素即為最大記錄，此時可得到一個有序序列。

public class MinHeapSort {
 public static void adjustMinHeap(int[] a, int pos, int len) {
 int temp;
 int child;
 for (temp = a[pos]; 2 * pos + 1 <= len; pos = child) {
 child = 2 * pos + 1;
 if (child < len && a[child] > a[child + 1])
 child++;
 if (a[child] < temp)
 a[pos] = a[child];
 else
 break;
 }
 a[pos] = temp;
 }
 public static void myMinHeapSort(int[] array) {
 int i;
 int len = array.length;
 for (i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) {
 adjustMinHeap(array, i, len - 1);
 }
 for (i = len - 1; i >= 0; i--) {
 int tmp = array[0];
 array[0] = array[i];
 array[i] = tmp;
 adjustMinHeap(array, 0, i - 1);
 }
 }
 public static void main(String[] args) {
 int[] a = { 5, 4, 9, 8, 7, 6, 0, 1, 3, 2 };
 myMinHeapSort(a);
 for (int i = 0; i < a.length; i++) {
 System.out.print(a[i] + " ");
 }
 }
}

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