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概述
排序分为内部排序和外部排序，内部排序是待排序的元素全部放在内存，并在内存中调整它们的顺序。外部排序是部分元素放到内存中，在内外存间调整元素的顺序。我们通常说的八大排序直接插入排序、希尔排序、简单选择排序、冒泡排序、快速排序、堆排序、归并排序、基数排序都是内部排序，下面来具体介绍这八种排序的如何用Java实现，以及它们所需的时间复杂度和空间复杂度。
直接插入排序
基本思想：将一个待排序的元素插入到已经排好序的序列中，如果待排序的元素与有序序列的中的某个元素相等，则把待排序元素插到该元素后面。
算法实现：
public static void insertSort(int[] element) {for (int i = 1; i < element.length; i++) {int tmp = element[i];int j = i -1;for (; j >= 0; j--) {if (tmp < element[j]) {element[j + 1] = element[j];} else {break;}}//正确的插入位置是：j+1element[j+1] = tmp;}}
时间复杂度：直接插入排序是稳定的排序，其时间复杂度是O(n^2)。说明：稳定的排序是指相等的元素经过排序后，其相对位置没有发生改变。说明：如果待排序的元素是正序（从小到大排列），每插入一个元素只需比较一次，这样时间复杂度就是O(n)。反之，如果待排序的元素是逆序（从大到小排列），当插入第i个元素时，需要比较i次，这样时间复杂度是O(n^2)。
希尔排序
基本思想：
希尔排序实质上是一种分组插入排序，其先将整个待排元素序列分割成若干个子序列（由距离为d的元素组成）分别进行直接插入排序，然后依次减少距离d再进行排序，当距离为1时，再对全体元素进行一次直接插入排序。算法实现：
public static void hellSort(int[] element){int d = element.length;while (true){d = d/2;for(int i = 0; i < d; i++){for(int j = i+d; j < element.length; j+=d){int tmp = element[j];int k = j-d;for(;k >= 0; k-=d){if(tmp < element[k]){element[k + d ] = element[k];}else{break;}}element[k + d] = tmp;}}if(d == 1) break;}}
时间复杂度：希尔排序中相同的元素可能在各自组的插入排序中移动，最后其稳定性会被打乱，所以希尔排序是不稳定的，其时间复杂度是O(nlogn)。
简单选择排序
基本思想：
在n个待排序的元素中找取最小的元素与第一个元素交换位置，然后在n-1个元素中找取最小的元素与第二元素交换位置，直到n=1为止。算法实现:
public static void selectSort(int[] element){int minPos;int tmp;for(int i = 0 ; i < element.length; i++ ){minPos = i;for(int j = i+1; j < element.length; j++){if(element[j] < element[minPos]){minPos = j;}}tmp = element[minPos];element[minPos] = element[i];element[i] = tmp;}}
时间复杂度:简单选择排序是不稳定的排序，其时间复杂度是O(n^2)。不稳定说明：假设待排元素序列是：6，4，6，7，2，9，第一次排序后，序列变成了2，4，6，7，6，9，我们可以发现，经过一次排序后，位置一的6调整到位置三的6的后面，所以简单选择排序是不稳定的排序。
冒泡排序
基本思想：
从待排序元素的倒数第一位开始向前遍历，如果当前元素比前面元素小，则交换位置。这样一次遍历下来，最小的元素冒泡到第一个位置了，然后，从倒数第二位、第三位...开始向前遍历，重复上面的过程，直到元素有序。算法实现:
public static void bubbleSort(int[] element){int tmp;int len = element.length;for(int i = 0; i < len; i++ ) {for (int j = len -1; j - 1 >= i; j--) {if (element[j] < element[j - 1]) {tmp = element[j];element[j] = element[j - 1];element[j - 1] = tmp;}}}}
时间复杂度:冒泡排序是稳定的排序，时间复杂度是O(n^2)。
快速排序
基本思想:
选择一个基准元素（通常选择第一个元素或者最后一个元素），通过一次排序将待排序列分为两部分，一部分都比基准元素小，另一部分都比基准元素大，然后再按此方法对这两组数据分别进行快速排序，直到待排序列有序。算法实现:
public static void quickSort(int[] element, int low, int high) {if (low < high) {int mid = partition(element, low, high);quickSort(element, low, mid - 1);quickSort(element, mid + 1, high);}}public static int partition(int[] element, int low, int high){int baseElement = element[low];while (low < high) {while (low < high && baseElement <= element[high]) high--;element[low] = element[high];while (low < high && baseElement >= element[low]) low++;element[high] = element[low];}element[low] = baseElement;return low;}
时间复杂度:快速排序是不稳定排序，时间复杂度是O(nlogn)。
堆排序
基本思想:
堆的概念：n个元素的序列{k1，k2，…,kn}当且仅当满足下列关系之一时，称之为堆。情形1：ki <= k2i 且ki <= k2i+1 （最小堆）情形2：ki >= k2i 且ki >= k2i+1 （最大堆）其中i=1,2,…,n/2向下取整;堆排序：把待排序的序列看作是一棵顺序存储的二叉树，调整它们的存储顺序，使之成为一个最大堆，这时堆的根节点数最大。然后，将根节点与堆的最后一个节点交换，并对前面n-1个数重新调整使之成为堆，依此类推，最后得到有n个节点的有序序列。从算法描述来看，堆排序需要两个过程，一是建立堆，二是堆结果。说明：若想得到升序序列，则建立最大堆，若想得到降序序列，则建立最小堆。算法实现:
public static void heapSort(int[] element) {//step1:建堆int length = element.length;for (int i = length / 2 - 1; i >= 0; i--) {adjustHeap(element, i, length - 1);}//step2:交换位置,调整堆结构int tmp;for (int j = length - 1; j >= 0; j--) {tmp = element[j];element[j] = element[0];element[0] = tmp;adjustHeap(element, 0, j - 1);}}public static void adjustHeap(int[] element, int start, int end) {int tmp = element[start];for (int i = 2 * start + 1; i <= end; i = 2 * i + 1) {//定位父节点的左右孩子值较大的节点if (i < end && element[i] < element[i + 1]) {i++;}//父节点比左右孩子值都大,则跳出循环if (tmp > element[i]) {break;}//进行下一轮的筛选element[start] = element[i];start = i;}element[start] = tmp;}
时间复杂度：堆排序是不稳定的排序，其时间复杂度是O(nlogn)。
归并排序
基本思想：
是把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的，然后再把有序子序列合并为整体有序序列。算法实现：
public static void mergeSort(int[] element, int left, int right) {if (left < right) {int mid = (left + right) / 2;//左边进行递归排序mergeSort(element, left, mid);//右边进行递归排序mergeSort(element, mid + 1, right);//左右两部分进行合并处理merge(element, left, mid, right);}}public static void merge(int[] element, int left, int middle, int right) {int[] tmpElement = new int[element.length];int index = left;int mid = middle + 1;int tmpIndex = left;while (left <= middle && mid <= right) {if (element[left] < element[mid]) {tmpElement[index++] = element[left++];} else {tmpElement[index++] = element[mid++];}}while (left <= middle) {tmpElement[index++] = element[left++];}while (mid <= right) {tmpElement[index++] = element[mid++];}while (tmpIndex <= right){element[tmpIndex] = tmpElement[tmpIndex ++];}}
时间复杂度:归并排序是稳定的排序，其时间复杂度为O(nlogn)。
字基数排序
基本思想：
将所有待排序列(正整数)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，从最低位一直到最高位排序完成以后，数列就变成一个有序序列。
算法实现：
public static void radixSort(int[] number, int d) //d表示最大的数有多少位{int k = 0;int n = 1;int m = 1; //控制键值排序依据在哪一位int[][] temp = new int[10][number.length]; //数组的第一维表示可能的余数0-9int[] order = new int[10]; //数组orderp[i]用来表示该位是i的数的个数while (m <= d) {for (int i = 0; i < number.length; i++) {int lsd = ((number[i] / n) % 10);temp[lsd][order[lsd]] = number[i];order[lsd]++;}for (int i = 0; i < 10; i++) {if(order[i]!=0)for (int j = 0; j < order[i]; j++) {number[k] = temp[i][j];k++;}order[i] = 0;}n *= 10;k = 0;m++;}}
时间复杂度:基数排序是稳定的排序，其时间复杂度为O(d(n+r))，d为位数，r为基数范围。
附：八大排序的时间复杂度、空间复杂度、稳定性
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