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算法 | 快速搞定八种排序算法与代码实现

时间:2018-09-01 17:27:04

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算法 | 快速搞定八种排序算法与代码实现

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1.直接插入排序

经常碰到这样一类排序问题:把新的数据插入到已经排好的数据列中。

将第一个数和第二个数排序,然后构成一个有序序列

将第三个数插入进去,构成一个新的有序序列。

对第四个数、第五个数……直到最后一个数,重复第二步。

如何写成代码:

首先设定插入次数,即循环次数,for(int i=1;i<length;i++),1个数的那次不用插入。< span>

设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。

从最后一个数开始向前循环,如果插入数小于当前数,就将当前数向后移动一位。

将当前数放置到空着的位置,即j+1。

代码实现如下:

publicvoidinsertSort(int[]a){intlength=a.length;//数组长度,将这个提取出来是为了提高速度。intinsertNum;//要插入的数for(inti=1;i<length;i++){//插入的次数insertNum=a[i];//要插入的数intj=i-1;//已经排序好的序列元素个数while(j>=0&&a[j]>insertNum){//序列从后到前循环,将大于insertNum的数向后移动一格a[j+1]=a[j];//元素移动一格j--;}a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。}}

2.希尔排序

对于直接插入排序问题,数据量巨大时。

将数的个数设为n,取奇数k=n/2,将下标差值为k的数分为一组,构成有序序列。

再取k=k/2 ,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。

重复第二步,直到k=1执行简单插入排序。

如何写成代码:

首先确定分的组数。

然后对组中元素进行插入排序。

然后将length/2,重复1,2步,直到length=0为止。

代码实现如下:

publicvoidsheelSort(int[]a){intd=a.length;while(d!=0){d=d/2;for(intx=0;x<d;x++){//分的组数for(inti=x+d;i<a.length;i+=d){//组中的元素,从第二个数开始intj=i-d;//j为有序序列最后一位的位数inttemp=a[i];//要插入的元素for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){//从后往前遍历。a[j+d]=a[j];//向后移动d位}a[j+d]=temp;}}}}

3.简单选择排序

常用于取序列中最大最小的几个数时。

(如果每次比较都交换,那么就是交换排序;如果每次比较完一个循环再交换,就是简单选择排序。)

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。

重复第二步,直到只剩下一个数。

如何写成代码:

首先确定循环次数,并且记住当前数字和当前位置。

将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比,小数赋值给key,并记住小数的位置。

比对完成后,将最小的值与第一个数的值交换。

重复2、3步。

代码实现如下:

publicvoidselectSort(int[]a){intlength=a.length;for(inti=0;i<length;i++){//循环次数intkey=a[i];intposition=i;for(intj=i+1;j<length;j++){//选出最小的值和位置if(a[j]<key){key=a[j];position=j;}}a[position]=a[i];//交换位置a[i]=key;}}

4.堆排序

对简单选择排序的优化。

将序列构建成大顶堆。

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。

代码实现如下:

publicvoidheapSort(int[]a){System.out.println(开始排序);intarrayLength=a.length;//循环建堆for(inti=0;i<arraylength-1;i++){//建堆buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);//交换堆顶和最后一个元素swap(a,0,arrayLength-1-i);System.out.println(Arrays.toString(a));}}privatevoidswap(int[]data,inti,intj){//TODOAuto-generatedmethodstubinttmp=data[i];data[i]=data[j];data[j]=tmp;}//对data数组从0到lastIndex建大顶堆privatevoidbuildMaxHeap(int[]data,intlastIndex){//TODOAuto-generatedmethodstub//从lastIndex处节点(最后一个节点)的父节点开始for(inti=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){//k保存正在判断的节点intk=i;//如果当前k节点的子节点存在while(k*2+1<=lastIndex){//k节点的左子节点的索引intbiggerIndex=2*k+1;//如果biggerIndex小于lastIndex,即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在if(biggerIndex<lastindex){//若果右子节点的值较大if(data[biggerIndex]<data[biggerindex+1]){//biggerIndex总是记录较大子节点的索引biggerIndex++;}}//如果k节点的值小于其较大的子节点的值if(data[k]<data[biggerindex]){//交换他们swap(data,k,biggerIndex);//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k=biggerIndex;}else{break;}}}}

5.冒泡排序

一般不用。

将序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

将剩余序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。

重复第二步,直到只剩下一个数。

如何写成代码:

设置循环次数。

设置开始比较的位数,和结束的位数。

两两比较,将最小的放到前面去。

重复2、3步,直到循环次数完毕。

代码实现如下:

publicvoidbubbleSort(int[]a){intlength=a.length;inttemp;for(inti=0;i<a.length;i++){for(intj=0;j<a.length-i-1;j++){if(a[j]>a[j+1]){temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;}}}}

6.快速排序

要求时间最快时。

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。

代码实现如下:

publicstaticvoidquickSort(int[]numbers,intstart,intend){if(start<end){intbase=numbers[start];//选定的基准值(第一个数值作为基准值)inttemp;//记录临时中间值inti=start,j=end;do{while((numbers[i]<base)&&(i<end))i++;while((numbers[j]>base)&&(j>start))j--;if(i<=j){temp=numbers[i];numbers[i]=numbers[j];numbers[j]=temp;i++;j--;}}while(i<=j);if(start<j)quickSort(numbers,start,j);if(end>i)quickSort(numbers,i,end);}}

7.归并排序

速度仅次于快排,内存少的时候使用,可以进行并行计算的时候使用。

选择相邻两个数组成一个有序序列。

选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

重复第二步,直到全部组成一个有序序列。

代码实现如下:

publicstaticvoidmergeSort(int[]numbers,intleft,intright){intt=1;//每组元素个数intsize=right-left+1;while(t<size){ints=t;//本次循环每组元素个数t=2*s;inti=left;while(i+(t-1)<size){merge(numbers,i,i+(s-1),i+(t-1));i+=t;}if(i+(s-1)<right)merge(numbers,i,i+(s-1),right);}}privatestaticvoidmerge(int[]data,intp,intq,intr){int[]B=newint[data.length];ints=p;intt=q+1;intk=p;while(s<=q&&t<=r){if(data[s]<=data[t]){B[k]=data[s];s++;}else{B[k]=data[t];t++;}k++;}if(s==q+1)B[k++]=data[t++];elseB[k++]=data[s++];for(inti=p;i<=r;i++)data[i]=B[i];}

8.基数排序

用于大量数,很长的数进行排序时。

将所有的数的个位数取出,按照个位数进行排序,构成一个序列。

将新构成的所有的数的十位数取出,按照十位数进行排序,构成一个序列。

代码实现如下:

publicvoidsort(int[]array){//首先确定排序的趟数;intmax=array[0];for(inti=1;i<array.length;i++){if(array[i]>max){max=array[i];}}inttime=0;//判断位数;while(max>0){max/=10;time++;}//建立10个队列;Listqueue=newArrayList();for(inti=0;i<10;i++){ArrayListqueue1=newArrayList();queue.add(queue1);}//进行time次分配和收集;for(inti=0;i<time;i++){//分配数组元素;for(intj=0;j<array.length;j++){//得到数字的第time+1位数;intx=array[j]%(int)Math.pow(10,i+1)/(int)Math.pow(10,i);ArrayListqueue2=queue.get(x);queue2.add(array[j]);queue.set(x,queue2);}intcount=0;//元素计数器;//收集队列元素;for(intk=0;k<10;k++){while(queue.get(k).size()>0){ArrayListqueue3=queue.get(k);array[count]=queue3.get(0);queue3.remove(0);count++;}}}}

原文:/p/5e171281a387

End

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