手撕算法---常見排序算法java實(shí)現(xiàn)

冒泡排序

是一種比較并交換排序方式。兩兩比較相鄰記錄的關(guān)鍵字,如果反序則交換,直到?jīng)]有反序的記錄為止。

private void sort(int[] arr){
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[i] > arr[j]){
                    swap(arr,i,j );
                }
            }
        }
    }
protected void swap(int[] arr,int i,int j){
        int tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;
    }
private void sort2(int[] arr){
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = arr.length - 2; j >= i ; j--) {
                if (arr[j] > arr[j+1]){
                    swap(arr,j,j+1);
                }
            }
        }
    }

選擇排序

每一趟從待排序的記錄中選出最小的元素,順序放在已排好序的序列起始位置,直到全部記錄排序完畢。

public void sort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int index = i;
            for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[index] > arr[j]){
                    index = j;
                }
            }
            swap(arr,index,i);
        }
    }

直接插入排序

將一個數(shù)據(jù)插入到已經(jīng)排好序的有序數(shù)據(jù)中,從而得到一個新的、個數(shù)加一的有序數(shù)據(jù)。

public void sort(int[] arr) {
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] < arr[i -1]){
                int tmp = arr[i];
                int j;
                for (j = i-1; j >=0 && arr[j] > tmp ; j--) {
                    arr[j+1] = arr[j];
                }
                arr[j+1] = tmp;
            }
        }
    }

希爾排序

又稱為縮小增量排序。把記錄按下標(biāo)的一定增量分組,對每組使用直接插入排序算法排序;隨著增量逐漸減少,每組包含的關(guān)鍵詞越來越多,當(dāng)增量減至1時,整個文件恰被分成一組,算法便終止。

public void sort(int[] arr) {
        //增量插入排序
        int increment = arr.length;
        do {
            increment = increment / 3 + 1;
            for (int i = increment; i < arr.length; i+=increment) {
                if (arr[i] < arr[i - increment]){
                    int tmp = arr[i];
                    int j;
                    for (j = i - increment; j >= 0 && arr[j] > tmp; j-=increment) {
                        arr[j + increment] = arr[j];
                    }
                    arr[j+increment] = tmp;
                }
            }

        }while (increment > 1);
    }

堆排序

將待排序序列構(gòu)造成一個大頂堆,此時,整個序列的最大值就是堆頂?shù)母?jié)點(diǎn)。將其與末尾元素進(jìn)行交換,此時末尾就為最大值。然后將剩余n-1個元素重新構(gòu)造成一個堆,這樣會得到n個元素的次小值。如此反復(fù)執(zhí)行,便得到一個有序序列。

public void sort(int[] arr) {
        int n = (arr.length - 1)/2;
        for (int i = n; i >= 0 ; i--) {
            maxHeap(arr,i,arr.length - 1);
        }
        for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
            swap(arr,0,i);
            maxHeap(arr,0,i);
        }
    }

    private void maxHeap(int[] arr, int i, int count) {

        int j = 2 * i + 1;
        int tmp = arr[i];
        while (j < count){
            if (j + 1 < count && arr[j] < arr[j + 1]){
                j++;
            }
            if (arr[j] <= tmp){
                break;
            }
            arr[i] = arr[j];
            i = j;
            j = 2 * i + 1;
        }
        arr[i] = tmp;
    }

歸并排序

將待排序的數(shù)列分成若干個長度為1的子數(shù)列,然后將這些數(shù)列兩兩合并;得到若干個長度為2的有序數(shù)列,再將這些數(shù)列兩兩合并;得到若干個長度為4的有序數(shù)列,再將它們兩兩合并;直接合并成一個數(shù)列為止。

public void sort(int[] arr) {
        int[] tmp = new int[arr.length];
        mergeSort(arr,tmp,0,arr.length - 1);
    }

    private void mergeSort(int[] arr,int[] tmp, int start, int end) {
        if (start < end){
            int middle = (start + end)/2;
            mergeSort(arr,tmp,start,middle);
            mergeSort(arr,tmp,middle + 1,end);
            merge(arr,tmp,start,middle,end);
        }
    }

    private void merge(int[] arr,int[] tmp,int start, int middle, int end) {
        int m = middle + 1;
        int s = start;
        int k = 0;
        while (start <= middle && m <= end){
            if (arr[start] < arr[m]){
                tmp[k++] = arr[start++];
            }else {
                tmp[k++] = arr[m++];
            }
        }
        while (start <= middle){
            tmp[k++] = arr[start++];
        }
        while (m <= end){
            tmp[k++] = arr[m++];
        }
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            arr[s + i] = tmp[i];
        }
    }

快速排序

選擇一個基準(zhǔn)數(shù),通過一趟排序?qū)⒁判虻臄?shù)據(jù)分割成獨(dú)立的兩部分;其中一部分的所有數(shù)據(jù)都比另外一部分的所有數(shù)據(jù)都要小。然后,再按此方法對這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行快速排序,整個排序過程可以遞歸進(jìn)行,以此達(dá)到整個數(shù)據(jù)變成有序序列。

public void sort(int[] arr) {
        quickSort(arr,0,arr.length-1);
    }

    private void quickSort(int[] arr, int start, int end) {
        if (start < end){
            int index = quickSortPartition(arr,start,end);
            quickSort(arr,start,index);
            quickSort(arr,index + 1,end);
        }
    }

    private int quickSortPartition(int[] arr, int start, int end) {

        int sentry = arr[start];
        while (start < end){
            //從右邊開始
            while (start < end && arr[end] >= sentry){
                end--;
            }
            if (start < end){
                arr[start] = arr[end];
                start++;
            }
            while (start < end && arr[start] <= sentry){
                start++;
            }
            if (start < end){
                arr[end] = arr[start];
                end--;
            }
        }
        arr[start] = sentry;

        return start;
    }

算法復(fù)雜度

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